Cours Chapitre 4 Le cycle cellulaire PDF

Chapitre 4 : Le cycle cellulaire Tous les êtres vivants sont constitués d’une ou plusieurs cellules possédant leur information génétique sous forme d’ADN. Chez les Eucaryotes, celle-ci est protégée dans un noyau. De plus, tous les êtres vivants pluricellulaires ont pour origine une cellule-œuf qui,...

Chapitre 4 : Le cycle cellulaire Tous les êtres vivants sont constitués d’une ou plusieurs cellules possédant leur information génétique sous forme d’ADN. Chez les Eucaryotes, celle-ci est protégée dans un noyau. De plus, tous les êtres vivants pluricellulaires ont pour origine une cellule-œuf qui, après n divisions, forme un organisme dont toutes les cellules ont le même patrimoine génétique et identique à celui de la cellule œuf. A l’inverse des cellules eucaryote il y a les cellules procaryotes (= cellules dont l’ADN ne se trouve pas dans un noyau, c’est le cas des bactéries). Comment se transmet l’information génétique lors des divisions cellulaires chez les eucaryotes ? I.Chromosomes et caryotypes L’ADN n’est pas toujours compacté sous forme de chromosomes condensés. - En fait, l’ADN ne prend que cette apparence (=chromosome) lorsque la cellule se prépare à subir une division (=lors de la mitose). À ce stade, il s’agit de la forme la plus compactée que l’ADN puisse prendre, on dit que l’ADN est condensé (=chromosome). - Lorsque les cellules ne se préparent pas à la division cellulaire, les 46 chromosomes sont décondensés, ils sont mélangés sous une forme appelée la chromatine (=La chromatine est un complexe qui se forme lorsque l’ADN est associé à des protéines). Le caryotype permet de déterminer la formule chromosomique d’une cellule. Elle est caractéristique d’une espèce. Des anomalies du caryotype sont possibles. Elles sont source de maladies génétiques. Elles ont pour origine un dysfonctionnement lors de la division à l’origine des cellules reproductrices. « 2 » indique « 46 » indique Ecrire un caryotype : que les chromosomes le nombre vont par paire ; total dans la Pour un être humain, la formule est ici : 2n = 46 « n » représente le cellule : 2X23=46 nombre de paires (ici : 23).  II. Les étapes du cycle cellulaire Le cycle cellulaire est une série d’étapes qui permettent à une cellule de croître et de se diviser. Un cycle cellulaire dure environ 24h. Dans les cellules eucaryotes (= l’information génétique se trouve dans le noyau), le cycle cellulaire est divisé en deux phases principales : l'interphase (phase G1, S et G2) qui est très longue et la mitose (ou phase M) qui dure environ 1h. 1- L’interphase L'interphase est la plus longue étape du cycle cellulaire. C'est le moment où la cellule grandit et copie son ADN avant de réaliser la mitose. Le préfixe « inter » signifie « entre », donc l'interphase se fait entre une phase de mitose et la suivante. Durant l’interphase, les chromosomes sont décondensés, la molécule d’ADN est donc accessible aux acteurs de la réplication, on parle de filament d’ADN. L'interphase se compose de trois étapes : La phase G1 (5-6 h): première phase de croissance ; la cellule grandit et les organites sont copiés. L’ADN est sous forme de chromatine. La phase S (10-12h) : phase de synthèse ; la cellule synthétise une copie complète de l'ADN dans son noyau. C’est la réplication de l’ADN. Les filaments d’ADN monochromatidiens sont dupliqués en filaments bichromatidiens (chromatides sœurs). Chaque gène est copié, on a donc deux exemplaires de l’information génétique : une information sur chaque chromatide. La phase G2 (4-6 h) : seconde phase de croissance ; la cellule croît encore plus, produit des protéines et des organites, et commence à réorganiser son contenu en se préparant à la mitose. Schéma des différentes étapes du cycle cellulaire Filament d’ADN monochromatidien Filament d’ADN bichromatidien (2 chromatides sœurs)  2- La mitose La phase M du cycle cellulaire correspond à l’étape de division de la cellule. Lors de la mitose, les chromatides sœurs de chaque chromosome migrent aux pôles opposés de la cellule mère. L’information génétique est donc identique à celle de la cellule mère et entre les deux cellules filles. La mitose est donc une reproduction conforme. La cellule mère et ses deux cellules filles sont diploïdes (2n) car elles conservent les paires de chromosomes. Diploïde : Une cellule diploïde est une cellule qui possède deux exemplaires de chromosome (=une paire) La mitose se déroule en 4 étapes au cours desquelles les chromosomes deviennent visibles et subissent des modifications d’organisation. En PROPHASE, la chromatine se condense, formant ainsi des chromosomes visibles au microscope. Ils sont constitués chacun de deux chromatides sœurs. Un chromatide correspond à une molécule d’ADN (= une double hélice = 2 brins = 2 chaines). Les deux chromatides sœurs d’un chromosome sont identiques et sont reliées via le centromère. On parle de chromosomes doubles. Lors de cette étape, l’enveloppe nucléaire disparait. Il y a le début de formation du fuseau mitotique. Lors de la METAPHASE les chromosomes s’alignent au milieu de la cellule dans un même plan au niveau de la plaque équatoriale. Chaque chromatide est reliée à un Plaque équatoriale pôle de la cellule (centrosome) par des « microtubules ». L’ensemble des microtubules se nomme le fuseau mitotique. Ce dernier se forme au niveau du centrosome. En ANAPHASE, les chromatides sœurs de chaque chromosome se séparent par cassure du centromère. Chaque chromatide est tractée à un pôle de la cellule via les microtubules du fuseau. En TELOPHASE, les chromosomes simples (à une chromatide) sont rassemblés à un pôle de la cellule et commencent à se décondenser et l’enveloppe nucléaire commence à se reformer autour de chaque groupe de chromosomes. La division du cytoplasme permet enfin d’individualiser deux cellules filles, c’est à la cytodiérèse. Chromosomes se décondensent  III. La préparation de la division : la réplication de l’ADN La réplication de l’ADN correspond au doublement de la quantité d’ADN dans la cellule. Elle correspond à une phase de synthèse (phase S). Elle permet aux chromosomes de passer de une à deux chromatides grâce à la fabrication d’une molécule d’ADN identique à celle de départ. Ce processus suit un modèle semi-conservatif. Ce modèle a été confirmé par les expériences de Meselson et Stahl en 1958. Lors de la réplication de l’ADN, chaque brin d’ADN sert de modèle pour la synthèse d’un nouveau brin complémentaire. Chaque nouvelle molécule d’ADN crée est alors composée d’un brin « ancien » et d’un brin « nouveau ». La synthèse de ce nouveau brin à partir du brin « modèle » nécessite l’intervention d’un complexe enzymatique assurant plusieurs fonctions : Désenroulement de la molécule et ouverture de la double hélice en rompant les liaisons hydrogènes. Synthèse du brin « nouveau » grâce à l’ajout successif de nucléotides complémentaires en face du brin modèle et vérification des éventuelles erreurs d’appariement grâce à l’ADN polymérase. Ce système doué d’un mécanisme de correction est donc très fiable. Schéma de la réplication semi-conservative de l’ADN au niveau d’une fourche de réplication Vidéo sur la réplication : https://www.youtube.com/watch?v=wBDaLQNwEhU