La mitose, reproduction conforme de l'information génétique- Première- SVT - Maxicours

La mitose, reproduction conforme de l'information génétique

Objectifs
  • Connaitre la place de division cellulaire mitotique (la mitose) dans le cycle cellulaire.
  • Connaitre les étapes de la mitose.
  • Connaitre les modifications cellulaires qui l'accompagnent.
  • Savoir que la division cellulaire mitotique est une reproduction conforme.
Points clés

La division cellulaire mitotique (la mitose) est une des étapes du cycle cellulaire qui comprend les phases G1, S, G2, M.

La mitose est à la base d'une reproduction conforme (toutes les caractéristiques du caryotype de la cellule parentale sont conservées dans les deux cellules filles).

La mitose requiert la duplication des chromosomes (un chromosome à 1 chromatide donne un chromosome à 2 chromatides) en phase S et le doublement de la quantité d’ADN dans la cellule.

Au début de la mitose, les chromosomes sont constitués de deux chromatides contenant chacune la même molécule d'ADN.

La mitose comporte quatre phases : 

  • la prophase : condensation des chromosomes doubles, appariement des chromosomes homologues, dislocation de la membrane nucléaire ;
  • la métaphase : alignement des chromosomes à deux chromatides le long du plan équatorial (les centromères sont alignés sur l'équateur) ;
  • l'anaphase : le matériel génétique est partagé entre les deux cellules filles (les chromosomes sont constitués d'une seule chromatide), traction des chromatides vers les pôles de la cellules via les microtubules (fuseau mitotique) ;
  • la télophase : séparation des cytoplasmes et reconstitution des noyaux (reconstitution de la membrane nucléaire autour des chromosomes, décondensation du matériel génétique).

À la fin de la mitose, les deux cellules filles sont génétiquement identiques et pourvues de chromosomes simples.

La mitose est une division cellulaire produisant deux cellules « filles » identiques à la cellule parentale.

Les mitoses responsables de la croissance des plantes se produisent dans des zones spécialisées : les méristèmes. La mitose n'est pas un processus réservé aux végétaux mais un processus commun à toutes les cellules eucaryotes.

Chez les animaux, des mitoses successives permettent de passer d'une cellule œuf unique à un organisme adulte formé de milliards de cellules. Des mitoses interviennent aussi dans le renouvellement permanent des cellules de tout individu et permettent de maintenir ses cellules toutes génétiquement identiques entre elles.

1. Mitose et partage des informations génétiques
a. Place de la mitose au cours du cycle cellulaire

Dans un cycle cellulaire, une interphase, comportant trois étapes (G1, S, G2), précède une phase de mitose.
La réplication, qui consiste en une duplication à l'identique des molécules d'ADN des chromosomes, s'effectue pendant la phase S de l'interphase et pour que la mitose se déroule, il est nécessaire que la réplication se soit produite avant. Mais la réplication ne fait pas partie de la mitose.

Pendant la phase G1, chaque chromosome est composé d'une seule chromatide contenant une molécule d'ADN.
Après la phase S, chaque chromosome est composé de deux chromatides avec des molécules d'ADN identiques, contenant donc la même information génétique que la molécule d'ADN initiale.
La phase G2 précède directement la mitose.

b. Détails du processus de mitose

La mitose est un processus continu. Toutefois, on la divise classiquement en quatre phases caractérisées à la fois par l'aspect des chromosomes et par leur localisation dans la cellule. Ces quatre phases sont nommées : la prophase, la métaphase, l'anaphase et la télophase. Une mitose peut durer de moins d'une heure à quelques heures

  • La prophase (du grec pro, « en avant ») : Les chromosomes composés de deux chromatides commencent à se condenser et deviennent progressivement visibles au microscope optique. Un fuseau mitotique apparaît entre les deux pôles de la cellule. L'enveloppe nucléaire est peu à peu détruite si bien qu'elle disparaît totalement à la fin de la prophase.
  • La métaphase (du grec méta, « transformation ») : Les chromosomes dupliqués sont condensés au maximum, ils apparaissent épais et courts. Les centromères sont alignés à l'équateur du fuseau mitotique.
  • L'anaphase (du grec ana, « en haut ») : Les deux chromatides de chaque chromosome se séparent par rupture du centromère et migrent chacune vers un pôle de la cellule. Dès la fin de l'anaphase commence la séparation du cytoplasme.
  • La télophase (du grec télos, « fin ») : Chacun des deux lots de chromosomes se situe désormais aux deux pôles opposés. Chaque chromosome ne comporte alors qu'une seule chromatide. La décompression commence, c'est-à-dire que le filament d'ADN lié aux protéines se déroule peu à peu, comme une pelote de fil qui se déviderait. Le chromosome devient de moins en moins épais et de plus en plus long. Une enveloppe nucléaire se forme autour de chacun des deux lots de chromosomes simples. L'achèvement du noyau dans chaque cellule fille marque l'achèvement de la mitose. Le fuseau mitotique se désagrège et la séparation du cytoplasme prend fin.
     

    Cliquer sur le bouton « Légendes » pour les faire apparaître. Pour accéder directement au déroulement et aux caractéristiques d'une phase particulière il suffit de cliquer sur la case correspondante.
2. Mitose et modification des structures cellulaires
a. Rôle du fuseau mitotique

Au début de la mitose, s'organise un fuseau constitué de microtubules. Il disparaît à la fin de la mitose. Au cours de la mitose, c'est grâce à lui que les chromosomes peuvent constamment se déplacer. Ce fuseau est le moteur des mouvements chromosomiques.

b. Partage du cytoplasme

Le partage du cytoplasme est appelé la cytodiérèse. Les cellules animales et végétales ne suivent pas des processus strictement identiques, car les secondes sont munies d'une paroi rigide entourant la membrane plasmique.

  • Pour les végétaux, la séparation du cytoplasme s'accompagne de la construction d'une nouvelle paroi à l'équateur de la cellule.
  • Pour les animaux, un simple étranglement du cytoplasme suffit à séparer les deux cellules filles.

Le cytoplasme des deux cellules filles contient tous les organites indispensables à la vie de la cellule : mitochondries, ribosomes...

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