Bernadette Féry Hiver 2007
Évolution et Diversité du Vivant
(101-NYA-05)
Cours 4
(Première partie)
Cycle cellulaire, Cycle cellulaire,
réplication et réplication et
caryotype caryotype
Source
1. Distinction : chromatine/ chromosomes 2. Cycle cellulaire
3. La réplication de l’ADN (et de ses
protéines associées) se fait durant la période S de l’interphase
4. Caryotype
1. Distinction : chromatine/ chromosomes
Le matériel génétique (ADN + protéines) ne se présente pas toujours de la même façon.
CHROMATINE
1.Lorsque la cellule ne se divise pas.
2.Matériel génétique peu condensé.
3.Apparaît au
microscope optique comme des
granulations relativement homogènes.
4. 4. Permet les activités Permet les activités cellulaires car l'ADN cellulaires car l'ADN
est accessible aux est accessible aux
enzymes.
enzymes.
Cellules végétales
Cellule
Noyau
1. Lorsque la cellule se divise.
2. Matériel génétique condensé en petits bâtonnets.
3. Apparaît au
microscope optique comme des
granulations plus granulations plus épaisses
épaisses avec des espaces clairs
autour.
4. 4. Permet la distribution Permet la distribution égale du matériel
égale du matériel génétique dans 2 génétique dans 2 cellules filles.
cellules filles.
CHROMOSOMES
Cellules
végétales
Campbell (2
eéd. Française) — Figure 19.1 : 385
Chromatine
Condensation légère du
matériel génétique.
Enroulement modéré.
Explication de la structure physique variable du matériel génétique
Chromosomes Condensation poussée du matériel
génétique.
Enroulement
poussé.
2. Cycle cellulaire
Le cycle cellulaire correspond à la vie d’une cellule depuis sa formation, par division d’une cellule mère,
jusqu’au moment où cette cellule a fini de se diviser en (2) cellules filles. Il comprend l’interphase, la mitose et la
cytocinèse.
Animation montrant une vue générale du cycle cellulaire
Interph ase
(90%)
Durée du cycle Cellule animale : 18 à 24 h Cellule végétale : 10 à 30 h
Cytocinèse
Séparatio n du
cytoplasm e
Phase G1
• Fonctionnement cellulaire
• Croissance par synthèse
protéique (la masse et le nombre des organites augmente)
• Avant la réplication de l’ADN
(chromosomes simples)
• Démarrage de la réplication du centrosome et de ses centrioles
10h
Phase G2
• Fonctionnement cellulaire
• Croissance
• Fin de la réplication du centrosome et des centrioles
4h
Phase S
• Fonctionnem ent cellulaire
• Croissance
• Réplication de l’ADN et des protéines associées (chromosome
s doubles)
9h
Mitose (10%)
Séparatio n des chromoso mes
Télophase Anaphase Métaphase Prophase
1h
La phase S est la phase de réplication.
La cellule recopie son matériel génétique : l’ADN.
C’est une phase de croissance durant laquelle la cellule grossit et vérifie l’intégrité de son ADN avant de le recopier.
C’est pendant cette phase que, sous l’influence de nombreux signaux extérieurs, la cellule décide de se diviser.
La cellule se prépare à se diviser et vérifie si sa réplication s’est bien passée.
PHASE G2 PHASE
G2 PHASE G1
PHASE G1
C’est la phase de division cellulaire. La cellule répartit
équitablement ses chromosomes et se divise en deux cellules filles (cytocinèse).
Ainsi, les cellules peuvent se multiplier ou se différencier.
Pour une cellule normale, ce choix est contrôlé par de nombreux facteurs intérieurs ou extérieurs à la cellule. De nombreux gènes sont impliqués dans les phénomènes de régulation et de contrôle du cycle cellulaire, soit pour activer la division, soit pour la bloquer ou la ralentir.
Lorsque certains de ces gènes sont mutés, la cellule peut échapper à ce contrôle, se multiplier anormalement et provoquer un cancer.
Le cycle cellulaire est un processus qui permet
d’obtenir deux cellules filles à partir d’une
cellule mère. Il est composé de deux phases de
croissance, d’une phase de
réplication de l’ADN et d’une phase de division cellulaire. Le cycle cellulaire permet donc d’obtenir, à partir de l’ovule fécondé, les
quelques milliards de cellules de l’organisme. De plus, tout au long de la vie, la
division cellulaire permet le
renouvellement des cellules et le maintien de l’organisme.
LE CYCLE CELLULAIRE (source)
LE CYCLE CELLULAIRE (source)
MITOSE MITOSE
DIFFÉRENCIATIO N
DIFFÉRENCIATIO N
Certaines cellules sortent du cycle cellulaire pour s’engager dans une voie de différenciation. Ceci leur permet d’acquérir de nouvelles caractéristiques propres aux tissus auxquels elles sont destinées (peau, neurones...)
Après s’être différentiées, les cellules peuvent
retourner vers le cycle cellulaire pour à nouveau, se diviser. Toutefois, certaines cellules sont trop
différentiées et ne peuvent plus se diviser. C’est le cas des neurones.
PHASE S
PHASE S
3. La réplication de l’ADN (et de ses protéines associées) se fait durant la période S de
l’interphase
Rôle de la réplication
Doubler les gènes afin de transmettre une
copie de chacun dans les cellules filles
Chaque chromosome (ADN et protéines
associées) se dédouble
2 gènes identiques Centromère
2 chromatides soeurs 1 brin de
chromatine = 1 chromosome
A T CG CG A T A T A T A T A T CG A T CG CG CG A T A T A T A T A T CG A T CG A T CG CG A T A T A T CG A T CG
2 autres gènes identiques
A T
Centromère : portion non répliquée
2 chromatides sœurs génétiquement
identiques
L’humain possède 46 filaments de chromatine en phase G1 et 46
paires de chromatides sœurs à la fin de la phase S. Les
chromatides sœurs présentent un état chromatinien même si elles sont répliquées.
Source
1. Chaque molécule mère d'ADN se déroule et se sépare en 2 chaînes de
nucléotides par bris des liens hydrogène.
2. Les nucléosides triphosphates
d'ADN s'apparient aux bases ADN complémentaires par liens
hydrogène.
3. L’ADN polymérise l’ADN en
formation via des liens
phosphodiester.
Campbell (2
eéd. Française) — Figure 16.11 : 319
Campbell (2
eéd.
Française) — Figure 16.7 : 316
Réplication (concept de base)
5’
3’
La synthèse de l'ADN commence à plusieurs endroits en même temps : aux yeux de
réplication. Elle dure quelques heures.
Campbell (2
eéd.) — Figure
16.10 : 318
1. Dans chaque œil de réplication, l’ADN s'allonge dans le sens 5' vers 3’.
2. La synthèse des deux brins d’ADN se fait selon deux directions.
• Le brin directeur ou continu se fait d’un seul trait au fur et à mesure que l’ADN s’ouvre.
• Le brin discontinu est synthétisé par fragments, un
fragment nouveau chaque fois que l'ADN s'ouvre un peu.
Brin directeur
Fragments d’ADN 3’
3’
3’
ADN
polymérase ADN
primase
Les hélicases déroulent la double hélice parentale Amorce d’ARN ADN ligase ADN parental ADN
polymérase Campbell : 32 (2
eéd.) —
Figure 16.16
4. Caryotype
Un caryotype caryotype est la
présentatio n ordonnée des chromoso mes (en paires
homologue s le plus souvent).
Chromoso Chromoso mes mes
homologu homologu es es
Les chromoso mes homologue s sont ceux qui se
ressemble nt
(même longueur, même forme, même
position du centromèr e, mêmes bandes colorées).
Campbell (2
eéd.) — Figure 13.3 : 252
Centromè re Chromati des soeurs
Paire de chromosomes homologues
Technique pour obtenir le caryotype d’un individu
Chromosome
paternel Chromosome
maternel
