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Introduction au cycle cellulaire

• Le cycle cellulaire est un processus fondamental, à partir d'une cellule mère, aboutissant à la création de deux cellules filles identiques.
• Ce processus est essentiel pendant l'embryogenèse et tout au long de la vie d'une cellule pour maintenir l'homéostasie tissulaire.
• Le cycle comprend des divisions chromosomiques, cytoplasmiques, centrosomiques, nucléolaires et de l'appareil de Golgi.
• Ces cycles sont interdépendants et finement régulés.

Objectifs pédagogiques

• Comprendre la nature du cycle cellulaire.
• Identifier les différentes phases du cycle cellulaire.
• Décrire la régulation du cycle cellulaire et son importance en pathologie.
• Comprendre ce qu'est une méiose.
• Comprendre la différence entre la mitose et la méiose.

Vision d'ensemble du cycle cellulaire (1)

• Le cycle cellulaire comprend deux phases principales: Phase M (courte mais spectaculaire au microscope) et l'interphase (longue et constituée des phases G1, S et G2).
• L'interphase est caractérisée par les phases G1, S et G2, avant la phase M de division cellulaire.
• La phase M est constituée de la mitose (division nucléaire) et de la cytodiérèse (division cytoplasmique).
• Les processus de régulation du cycle cellulaire sont essentiels au bon déroulement du processus.

Vision d'ensemble du cycle cellulaire (2)

• Le cycle cellulaire nécessite une succession de phases dans un ordre précis.
• Chaque phase doit se réaliser entièrement et correctement pour enclencher la phase suivante.
• Chaque phase doit se terminer avant que la phase suivante puisse commencer.

Les différentes phases du cycle cellulaire : l'interphase (1)

• L'interphase est une phase active et longue du cycle cellulaire, subdivisée en G1, S et G2.
• La phase G1 (gap 1) c'est l'intervalle entre la phase M et la phase S. Elle est caractérisée par une croissance préparatoire à la réplication.
• La phase S (synthèse) est l'intervalle entre Gl et G2, c'est une phase de réplication du matériel génétique (ADN).
• La phase G2 c'est l'intervalle entre la phase S et la mitose, Elle est caractérisée par une croissance préparatoire à la mitose.

Les différentes phases du cycle cellulaire : l'interphase (2)

• La phase S est cruciale pour la réplication du matériel génétique (ADN).
• La réplication se déroule de façon précise à partir d'une origine de réplication unique.
• La quantité d'ADN double pendant la phase S, les chromosomes dupliqués restent étroitement attachés entre eux grâce aux cohésines.
• Des points de contrôle existent au cours du cycle pour garantir la fidélité du processus de réplication.

Les différentes phases du cycle cellulaire : l'interphase (3,4)

• Le centrosome, centre organisateur des microtubules, se duplique pendant l'interphase. Il est essentiel pour la mise en place de la machinerie de ségrégation des chromosomes.
• La phase S, en plus de la duplication de l'ADN, implique également la duplication du centrosome.

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (1)

• La phase M vise à séparer et répartir correctement les chromosomes entre les deux cellules filles.
• L'ADN est condensé par des condensines.
• Les chromosomes se composent d'une chromatine.

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (2)

• La mitose est une phase du cycle cellulaire qui implique une machinerie de cytosquelette, qui sépare les chromosomes dupliqués.
• La cytodiérèse est le processus de division cytoplasmique pour créer les deux nouvelles cellules filles.

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (3)

• Le cytosquelette est constitué de microtubules, qui sont des structures dynamiques importantes pour la division cellulaire.
• Ces microtubules ont une fonction dans la mitose, en particulier pour la formation du fuseau mitotique.
• Le mécanisme de polymérisation et de dépolymérisation des microtubules est crucial pour la mitose (instabilité dynamique).

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (4)

• Le fuseau mitotique est une structure en forme de fuseau qui joue un rôle essentiel dans la ségrégation des chromosomes au cours de la mitose.
• Les chromosomes s'attachent aux microtubules du fuseau mitotique par le biais des kinétochores.

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (5)

• La mitose comprend 5 étapes clés : prophase, prométaphase, métaphase, anaphase et télophase.
• Chaque étape est caractérisée par des événements spécifiques au niveau des chromosomes et du fuseau mitotique.

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (6)

• La prophase de la mitose est marquée par la condensation des chromosomes, la disparition du nucléole et l'apparition du fuseau mitotique.
• Les centrosomes se séparent et migrent vers les pôles opposés de la cellule.

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (7)

• La prométaphase de la mitose est marquée par la rupture de l'enveloppe nucléaire et l'attachement des chromosomes aux microtubules du fuseau mitotique en utilisant les kinétochores.

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (8)

• L'anaphase est marquée par la séparation des chromatides sœurs et leur déplacement vers les pôles opposés.
• Le raccourcissement des microtubules kinétochoriens est essentiel pour ce processus.

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (9)

• La télophase de la mitose est marquée par la décondensation des chromosomes, la reformation de l'enveloppe nucléaire et la formation de deux noyaux distincts.
• La division cytoplasmique (cytokinèse) commence aussi en cette phase.

Les différentes phases du cycle cellulaire : la phase M (10)

• La cytodiérèse, division du cytoplasme, aboutit à la séparation des deux cellules filles.
• L'anneau contractile (actine et myosine) joue un rôle crucial dans ce processus de division (pincement et sillon de division).

Les mécanismes de surveillance du cycle cellulaire (1)

• Des points de contrôle existent au cours du cycle cellulaire pour vérifier la fidélité de la réplication de l'ADN, l'intégrité du matériel génétique, la taille et l'état de la cellule, etc.
• Ces points de contrôle interviennent notamment à la fin de la phase G1, à la fin de la phase G2 et au début de la phase M.

A retenir

• Le cycle cellulaire est une succession de phases (G1, S, G2 et M) contrôlées pour une réplication fidèle et un comportement normal des divisions.
• La phase M comprend des sous-phases (prophase, prométaphase, métaphase, anaphase, télophase et cytodiérèse) avec des mécanismes précis de régulation et points de contrôle.

La méiose (1)

• La méiose est un type de division cellulaire qui produit des cellules haploïdes à partir de cellules diploïdes.
• Cette division est nécessaire pour la formation des gamètes (spermatozoïdes et ovules).

La méiose (2)

• La méiose est un processus en deux phases successives : réductionnelle et équationnelle.
• Chaque division est composée de phases (prophase, métaphase, anaphase, télophase et cytodiérèse) similaires à la mitose.

La méiose (3)

• La première division (réductionnelle) est caractérisée par la séparation des chromosomes homologues.

La méiose (4)

• La deuxième division (équationnelle) est caractérisée par la séparation des chromatides sœurs.

La méiose (5)

• La méiose assure la transmission de l'information génétique d'une génération à l'autre, en réduisant le nombre de chromosomes et en assurant le brassage génétique.

La méiose (6)

• La recombinaison génétique, ou crossing-over, permet un brassage de l'information génétique lors de la première division de la méiose.
• Elle contribue à la diversité des individus d'une espèce. Ainsi, les points de contrôle de la méiose sont cruciaux pour l'organisme et son développement.

Comparaison mitose/méiose

• La mitose produit deux cellules diploïdes identiques à la cellule mère, alors que la méiose produit quatre cellules haploïdes différentes.
• La mitose est un processus de division cellulaire somatique, tandis que la méiose est un processus de division cellulaire germinale.