La mitose : une division cellulaire conforme

TP : observation de cellules en division

Chez les eucaryotes, l’information génétique est portée par l’ADN organisé en chromosomes. Ceux-ci sont décondensés pendant l’interphase et se condensent lors de la mitose.

Avant la mitose, en phase S, l’ADN est répliqué : chaque chromosome à une chromatide devient un chromosome à deux chromatides sœurs identiques. La quantité d’ADN double mais le nombre de chromosomes reste inchangé.

La mitose comporte plusieurs étapes : en prophase, les chromosomes se condensent ; en métaphase, ils s’alignent au centre de la cellule ; en anaphase, les chromatides sœurs se séparent et migrent vers les pôles opposés ; en télophase, les chromosomes se décondensent et deux noyaux se reforment. La cytodiérèse sépare ensuite les deux cellules.

La mitose produit deux cellules filles possédant, sauf mutation, la même information génétique et le même caryotype que la cellule mère : c’est une division conforme.

La mitose permet ainsi la multiplication des cellules, nécessaire à la croissance, au renouvellement et à la réparation des tissus.

1. Les chromosomes sont constitués d’ADN

Chez les cellules eucaryotes, l’information génétique est portée par l’ADN, principalement contenu dans le noyau. L’ADN est organisé en structures appelées chromosomes.

Les chromosomes sont présents chez tous les eucaryotes. Leur nombre varie selon les espèces : par exemple, une cellule humaine possède généralement 46 chromosomes, tandis que d’autres espèces en possèdent un nombre différent.

Au cours de la vie d’une cellule, les chromosomes ne présentent pas toujours le même aspect. Leur organisation varie au cours du cycle cellulaire.

2. L’aspect des chromosomes varie au cours du cycle cellulaire

Le cycle cellulaire correspond à l’ensemble des étapes qui se déroulent depuis la formation d’une cellule jusqu’à sa division en deux cellules filles. Il comprend deux grandes périodes : l’interphase et la mitose.

Pendant l’interphase, qui comprend les phases G1, S et G2, les chromosomes sont décondensés. L’ADN est alors sous une forme déroulée dans le noyau et les chromosomes individualisés ne sont pas visibles au microscope optique.

Au début de la mitose, l’ADN se condense progressivement. Les chromosomes deviennent alors courts, épais et individualisés : ils deviennent facilement observables.

À la fin de la mitose, les chromosomes se décondensent à nouveau dans les noyaux des deux cellules filles.

Les chromosomes connaissent donc une alternance entre deux états au cours du cycle cellulaire :

Interphase → chromosomes décondensés

Mitose → chromosomes condensés

3. L’ADN est répliqué avant la mitose

Avant qu’une cellule puisse se diviser, son information génétique doit être copiée afin de pouvoir être transmise aux deux cellules filles.

Cette copie de l’ADN a lieu pendant la phase S de l’interphase et porte le nom de réplication de l’ADN.

Avant la réplication, chaque chromosome est constitué d’une seule chromatide. Au cours de la phase S, la molécule d’ADN est copiée. Chaque chromosome possède alors deux copies identiques de son ADN : il est constitué de deux chromatides sœurs identiques reliées entre elles au niveau du centromère.

La réplication double donc la quantité d’ADN de la cellule mais ne double pas le nombre de chromosomes : un chromosome à une chromatide devient un chromosome à deux chromatides.

On peut résumer :

Chromosome à 1 chromatide → Réplication de l’ADN → Chromosome à 2 chromatides identiques

Cette duplication de l’ADN prépare sa répartition entre les futures cellules filles.

4. La mitose répartit les chromatides entre deux cellules filles

La mitose est une division cellulaire au cours de laquelle les chromosomes préalablement dupliqués sont répartis équitablement entre deux cellules filles.

Elle peut être divisée en plusieurs étapes successives.

En prophase, les chromosomes à deux chromatides se condensent et deviennent visibles. L’enveloppe nucléaire disparaît progressivement.

En métaphase, les chromosomes à deux chromatides s’alignent au centre de la cellule.

En anaphase, les deux chromatides de chaque chromosome se séparent. Chaque chromatide migre vers un pôle opposé de la cellule et constitue alors un chromosome indépendant. Les deux pôles reçoivent ainsi la même information génétique.

En télophase, les chromosomes arrivés aux deux pôles se décondensent et deux nouveaux noyaux se forment.

Enfin, la cytodiérèse correspond à la séparation du cytoplasme. Elle aboutit à la formation de deux cellules filles distinctes.

Ainsi :

Une cellule mère → Mitose → Deux cellules filles

5. La mitose est une division conforme

La réplication de l’ADN puis la séparation des chromatides au cours de la mitose permettent une répartition équitable de l’information génétique.

Chaque cellule fille reçoit un exemplaire de chaque chromosome qui était présent dans la cellule mère. Les deux cellules filles possèdent donc, sauf mutation, la même information génétique entre elles et que la cellule mère.

La mitose conserve également le caryotype, c’est-à-dire le nombre et la morphologie des chromosomes caractéristiques de la cellule.

Par exemple, lorsqu’une cellule humaine possédant 46 chromosomes se divise par mitose, chacune des deux cellules filles possède également 46 chromosomes.

Cellule mère à 46 chromosomes → Mitose → 2 cellules filles à 46 chromosomes

La mitose est donc qualifiée de division conforme : elle assure une reproduction à l’identique de l’information génétique.

6. La mitose permet la multiplication des cellules

La succession des cycles cellulaires permet à partir d’une cellule d’en produire deux, puis quatre, huit, etc. La mitose est donc à l’origine de la multiplication des cellules.

Chez les organismes pluricellulaires, ces divisions interviennent notamment dans la croissance et le développement de l’organisme. Elles permettent également le renouvellement de nombreuses cellules et la réparation de certains tissus.

La mitose assure ainsi à la fois la multiplication des cellules et la conservation de leur information génétique au cours des divisions successives.

1. Chez les eucaryotes, l’information génétique est portée par :

A. Les protéines

B. Le cytoplasme

C. L’ADN organisé en chromosomes

D. Les membranes cellulaires

2. Dans quel état sont les chromosomes pendant l’interphase ?

A. Décondensés

B. Condensés

C. Séparés en deux cellules

D. Alignés au centre de la cellule

3. Que se produit-il pendant la phase S de l’interphase ?

A. Les chromatides sœurs se séparent

B. La cellule se divise

C. Les chromosomes disparaissent

D. L’ADN est répliqué

4. Quelle conséquence la réplication a-t-elle sur un chromosome ?

A. Son nombre de chromosomes double

B. Il passe d’une à deux chromatides sœurs identiques

C. Il perd une chromatide

D. Il devient haploïde

5. Que se passe-t-il en prophase ?

A. Les chromosomes se condensent

B. Les chromatides sœurs se séparent

C. Les chromosomes s’alignent au centre

D. Deux nouveaux noyaux se forment

6. À quelle étape les chromosomes s’alignent-ils au centre de la cellule ?

A. Télophase

B. Anaphase

C. Métaphase

D. Prophase

7. Quel événement caractérise l’anaphase ?

A. La réplication de l’ADN

B. La séparation des chromatides sœurs et leur migration vers les pôles opposés

C. La décondensation des chromosomes

D. La séparation du cytoplasme

8. Que se produit-il lors de la télophase ?

A. L’ADN est répliqué

B. Les chromosomes s’alignent au centre

C. Les chromatides sœurs se séparent

D. Les chromosomes se décondensent et deux noyaux se reforment

9. Pourquoi la mitose est-elle qualifiée de division conforme ?

A. Elle produit quatre cellules différentes

B. Elle divise par deux le nombre de chromosomes

C. Elle produit deux cellules filles possédant, sauf mutation, la même information génétique et le même caryotype que la cellule mère

D. Elle double le nombre de chromosomes

10. Quel rôle la mitose joue-t-elle chez un organisme pluricellulaire ?

A. Elle permet notamment la croissance, le renouvellement et la réparation des tissus

B. Elle permet uniquement la formation des gamètes

C. Elle réduit le nombre de chromosomes

D. Elle modifie systématiquement l’information génétique

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