La division cellulaireI- Introduction

II- Le cycle cellulaire

III- Réplication de l’ADN

IV- Mécanismes de la mitose

Les phases de la mitose

V- Régulation de la division cellulaire

Les cellules tumorales

VI- Division des cellules reproductrices: Méiose

• Reproduction asexuée :

– Un seul parent

– Patrimoine génétique inchangé

– Les organismes obtenus forment un clone.

I- Introduction

2 types de divisions cellulaires :Scissiparité chez les procaryotesMitose chez les eucaryotes

les mécanismes sont différents

Organismes pluricellulaires

La croissance et le développement se font à partir d’une cellule unique par MITOSE.

I- Introduction: Développement chez les eucaryotes

2 cellules filles avec un matériel génétique identique.

Cellule mère

Toutes les cellules contiennent les mêmes gènes

Nécessité de dupliquer le stock d’ADN avant chaque division => réplication de l’ADN

II- Le cycle cellulaire

La mitose ne constitue qu’une étape du cycle de la division cellulaire appelé aussi cycle cellulaire.

Cycle cellulaire

Interphase : 90% du cycle= période de croissance et de réplication de l’ADN

Phase M : 10% du cycle division de la cellule

II- Le cycle cellulaire

L’interphase: 3 phases successives

G1

•G1 = phase de croissance de la cellule sans synthèse d’ADN.

G2•G2 = phase de croissance, la cellule

finit de se préparer avant division

S

•S = phase de réplication de l’ADN.

La phase M suit la phase G2: la cellule se divise.

M

II- Le cycle cellulaire

G1

G2

S

M

II- Le cycle cellulaire

• Fin de phase S: chromosomes à deux chromatides liées par le centromère.

Centromère

• Début de phase S: chaque chromosome est constitué d’1 chromatide

• Phase S: chaque chromosome est répliqué en deux copies identiques = les chromatides sœurs.

Chromatides sœurs

III. La réplication de l’ADN (Phase S)

Le mécanisme de réplication est semi-conservatif

Molécules filles

Chaque molécule fille a un brin parental et un brin néosynthétisé.

III. La réplication de l’ADN (Phase S)

ADN parental

A lieu dans le noyau avant la division cellulaire.

III. La réplication de l’ADN: mécanisme

Les 2 brins d’ADN se séparent : synthèse d’un nouveau brin complémentaire à partir de nucléotides libres.

Il s’agit d’une réaction anabolique.

Chaque brin parental sert de matrice pour la synthèse du nouveau brin.

Réalisée par l’ADN polymérase.

Mitose: la cellule mère se divise pour donner deux cellules filles génétiquement identiques. Chaque cellule fille contient le même nombre de chromosomes que la cellule mère (2n).

IV- MITOSE

La mitose ( phase M ) suit la phase G2.

Elle comprend 5 étapes et se termine par la division du cytoplasme.

•Prophase•Prométaphase•Métaphase•Anaphase•Télophase

IV- MITOSE

La mitose implique une compaction maximale des chromosomes.

Chromosomes mitotiques

Condensation des chromosomes. Le centrosome se duplique, les deux centrosomes migrent vers les pôles de la celluleet le fuseau mitotique se forme.

noyau

Chromosome répliqué formé de 2 chromatides

centrosome

InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase

IV- MITOSE : phases de la mitose

Les événements de la mitose reposent sur une structure appelée fuseau de division formé de microtubules, élaboré à partir du centrosome.

IV- MITOSE : le fuseau de division

Centrosome

Cellule animale en interphase

Les microtubules

Condensation des chromosomes. Le centrosome se duplique, les deux centrosomes migrent vers les pôles de la celluleet le fuseau mitotique se forme.

noyau

Chromosome répliqué formé de 2 chromatides

centrosome

InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase

IV- MITOSE : phases de la mitose

L’enveloppe nucléaire se fragmente.Les microtubules s’attachent progressivement aux chromosomes.

Fibre du fuseau = microtubule

Fragmentation de l’enveloppe nucléaire

InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase

IV- MITOSE : phases de la mitose

Chaque chromatide sœur est liée à un microtubule.Tous les chromosomes sont alignés à l’équateur de la cellule = plaque équatoriale.

Plaque équatoriale

InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase

IV- MITOSE : phases de la mitose

Les chromosomes se défont.Les chromatides sœurs migrent vers les pôles opposés de la cellule.

InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase

Chromatides soeurs

IV- MITOSE : phases de la mitose

Les chromosomes ont finit leur migration.Ils commencent à se décondenser.La cellule s’allonge.Les noyaux se reforment.

Enveloppe nucléaire

sillon de division

Division du cytoplasme

InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase

IV- MITOSE : phases de la mitose

Division du cytoplasme. Les chromosomes continuent de se décondenser.

Chaque cellule fille contient le même nombre de chromosomes que la cellule mère.

Chaque chromosome a 1 chromatide

InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase

IV- MITOSE : phases de la mitose

IV- MITOSE :

V- Régulation de la division cellulaire

Régulation de la division

•Densité de population : lorsque la population de cellules atteint une certaine densité, elle ne croît plus = inhibition de contact.

•Le cycle cellulaire comporte des points de contrôle en phase G1 et en phase G2 : les conditions externes et internes doivent être favorables pour permettre la division.

•Régulation hormonale (facteurs de croissance).

•Développement et croissance de l’organisme.

V- Régulation de la division cellulaire

Cellules en culture : arrêt de la croissance par inhibition de contact

Formation des tumeursTransformation d’une cellule: passage d’un état normal à prolifératif

Système immunitaire

tissu

V- Régulation de la division cellulaire

cellules tumorales

Formation des tumeursTransformation d’une cellule: passage d’un état normal à prolifératif

Système immunitaire

Tumeur = masse anormale de cellules

localisée = bénigne

tissu

propagation = tumeur maligne

métastase

V- Régulation de la division cellulaire

cellules tumorales

Tumeur bénigne :

• Les cellules demeurent regroupées et ne se séparent pas.

• La tumeur demeure bien circonscrite.

Tumeur maligne :

• Des cellules se détachent de la tumeur principale (métastases) pour former d'autres tumeurs dans le corps.

V- Régulation de la division cellulaire

Méiose: production des gamètes, uniquement dans les organes reproducteurs.

deux divisions successives qui donnent 4 cellules filles.

VI- MEIOSE

Cellule mère diploïde (2N chromosomes)

Cellules filles haploïdes (N chromosomes)

VI- MEIOSE

Division I:Les chromosomes homologues se séparent.

VI- MEIOSE

Division I:Les chromosomes homologues se séparent.

Division II:Séparation des chromatides soeurs.

A la fin de la méiose, chaque cellule a 1 seul exemplaire de chaque chromosome.Chaque chromosome a 1 chromatide

VI- MEIOSE

Réduction de moitié du nombre de chromosomes.

Division I Division II

Prophase I

Prométaphase I

Métaphase I

Anaphase I

Télophase I

Prophase II

Prométaphase II

Métaphase II

Anaphase II

Télophase II

Séparation des chromatides sœurs

VI- MEIOSE

Métaphase I: Les chromosomes homologues s’alignent sur la plaque équatoriale.

Anaphase I: les chromosomes homologues migrent vers des pôles opposés.

Télophase1:Les chromosomes ont rejoint les pôles. Chaque pôle contient un lot haploïde de chromosomes.

VI- MEIOSE

Métaphase II : les chromosomes s’alignent sur la plaque équatoriale

Anaphase II : le centromère se dédouble, chaque chromatide migre vers un pôle de la cellule.

Télophase II:Les noyaux se reforment aux pôles de la cellule.4 cellules filles haploïdes

Formation d’un nouveau fuseau.

VI- MEIOSE

VI- MEIOSE : recombinaison méiotique

RECOMBINAISON INTER-CHROMOSOMIQUE

VI- MEIOSE : recombinaison méiotique

2N-1 possibilités => N=23 paires de chromosomes => 222 > 4 millions de possibilités

RECOMBINAISON INTRA-CHROMOSOMIQUE (crossing-over)

RECOMBINAISON INTER-CHROMOSOMIQUE

VI- MEIOSE : recombinaison méiotique

2N-1 possibilités => N=23 paires de chromosomes => 222 > 4 millions de possibilités

RECOMBINAISON INTRA-CHROMOSOMIQUE (crossing-over)

RECOMBINAISON INTER-CHROMOSOMIQUE

Conclusion: MITOSE /MEIOSE

MITOSE MEIOSE

Pendant l’interphase avant le début de la

division.

Pendant l’interphase avant le début de la

méiose.

Réplication de l’ADN

1 seule division : prophase, prométaphase, métaphase,

anaphase et télophase.

2 divisions, pas de réplication entre les 2

divisions.

Nombre de divisions

2 cellules filles diploïdes identiques(2N chromosomes)

4 cellules filles haploïdes différentes (N chromosomes)

Nombre de cellules filles

Développement d’un organisme, régénération

des tissus

Production de gamètesRôle