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

La mitose, reproduction conforme de l'information génétique

Objectifs
  • Connaitre la place de la 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 et 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 cellule 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.

Pour bien comprendre
  • Le patrimoine génétique des cellules est situé dans le noyau.
  • Il est écrit sur les chromosomes.
  • Il contient toutes les informations génétiques pour le fonctionnement de la cellule et du métabolisme.
1. Mitose et partage des informations génétiques

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

La mitose est une division cellulaire qui existe chez tous les eucaryotes. C’est une reproduction clonale ; les deux cellules filles possèdent un génome identique à la cellule mère.

Exemple : une cellule mère constituée de 46 chromosomes simples va donner par mitose deux cellules filles constituées des mêmes 46 chromosomes simples.

Division d'une cellule à 2 chromosomes

La mitose intervient dès le zygote et permet la prolifération cellulaire et le développement de l’embryon. Elle permet également la croissance et le renouvellement permanent des cellules afin de maintenir l’intégrité des organismes.

a. Place de la mitose au cours du cycle cellulaire

Le cycle cellulaire désigne l’ensemble de la vie d’une cellule entre deux divisions. Il est composé de quatre étapes : G1, S, G2 et M.


Les différentes étapes du cycle cellulaire

On appelle interphase, la période constituée des trois premières étapes du cycle (G1, S, G2), et qui précède une phase de mitose (M).

  • Pendant la phase G1, chaque chromosome est composé d'une seule chromatide contenant une molécule d'ADN. C’est l’état standard d’une cellule où son métabolisme lui permet de grossir (grow). La phase G1 peut être longue, la cellule peut même rester dans cet état durant un temps indéfini. On parle dans ce cas de phase G0.
  • La réplication se produit lors de la phase S. L’ADN est recopié par les ADN polymérases, et les chromosomes passent progressivement d’une chromatide à deux chromatides. 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. Il est important de noter que la réplication ne se produit pas durant la mitose mais durant l’interphase.
    Lors de la réplication, la quantité d’ADN dans le noyau double, comme on peut l’observer dans le document ci-dessous.

Évolution de la quantité d’ADN dans le noyau de la cellule

Malgré tout, si une erreur se produit et que l’information génétique d’une chromatide est modifiée (mutation), l’une des deux cellules filles héritera de la modification ainsi que toutes les cellules filles issues de celle-ci.

  • La phase G2 permet à la cellule de se préparer à la mitose (grow).
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 apparait entre les deux pôles de la cellule. L'enveloppe nucléaire est peu à peu détruite si bien qu'elle disparait 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 apparaitre. 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 disparait 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.

Au départ de l’anaphase, le centriole se divise et chaque centriole fils migre à un pôle de la cellule. Ils sont les centres sur lesquels poussent les microtubules du fuseau mitotique.

b. Partage du cytoplasme

Le partage du cytoplasme est appelé la cytodiérèse. Lors de la télophase, un anneau contractile se met en place au niveau du plan équatorial. En se contractant, il entraine la membrane plasmique jusqu’à la séparation des deux cellules.

Le cytoplasme est divisé lors de la cytodiérèse, et tous ses constituants tels que les ribosomes, les mitochondries et les plastes sont répartis approximativement entre les deux cellules.

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

Chez les organismes pluricellulaires, le cycle cellulaire est strictement contrôlé. Après une division, les cellules restent en stade G0 jusqu’à ce qu'elles reçoivent le signal qui enclenche l’entrée de la cellule dans la réplication, ce qui aboutit à la division cellulaire.

Les scientifiques ont découvert que des mutations dans certains gènes entrainent une prolifération anarchique des cellules.

  • Les gènes oncogènes sont des gènes qui stimulent la mitose. Ils sont strictement régulés mais des mutations peuvent perturber cette régulation (exemple gène Ras).
  • Les gènes suppresseurs de tumeurs (exemple p53) sont des gènes qui bloquent la mitose voire provoquent l’apoptose, la mort cellulaire. Certaines mutations bloquent la fonction.

La prolifération anarchique des cellules entraine le développement de tumeurs. Généralement, les cellules tumorales contiennent plusieurs gènes mutés. Par exemple, 50 % des tumeurs humaines possèdent des gènes p53 anormaux.

Vous avez déjà mis une note à ce cours.

Découvrez les autres cours offerts par Maxicours !

Découvrez Maxicours

Comment as-tu trouvé ce cours ?

Évalue ce cours !

 

Des profs en ligne

quote blanc icon

Découvrez Maxicours

Exerce toi en t’abonnant

Des profs en ligne

  • 6j/7 de 17 h à 20 h
  • Par chat, audio, vidéo
  • Sur les matières principales

Des ressources riches

  • Fiches, vidéos de cours
  • Exercices & corrigés
  • Modules de révisions Bac et Brevet

Des outils ludiques

  • Coach virtuel
  • Quiz interactifs
  • Planning de révision

Des tableaux de bord

  • Suivi de la progression
  • Score d’assiduité
  • Un compte Parent