Chapitre 1 : Les divisions cellulaires des eucaryotes
Au cours de la vie d’un organisme pluricellulaire, ses cellules subissent des divisions (croissance, renouvellement, production d’une descendance...). Ces divisions sont de deux types : la mitose et la méiose.
Quels liens existent-ils entre l’ADN et un chromosome ?
I. Cycle cellulaire, composition et structure des chromosomes
Une molécule d'ADN se compose de deux brins constitués d’une succession de nucléotides. Les bases de chaque nucléotide sont complémentaires deux à deux : la guanine avec la cytosine, l'adénine avec la thymine. Selon la phase du cycle cellulaire, un chromosome est constitué d'une ou deux molécules d'ADN, et de protéines (histones).
Au cours de l’interphase, l’ADN est décondensé dans le noyau. Après une phase G1 (la cellule effectue son métabolisme normal et augmente de volume), la quantité d’ADN de la cellule double lors de la phase S : c’est la phase de réplication. La cellule entre ensuite en phase G2 en attendant d’effectuer une mitose ou une méiose (phase M).
Au début d’une division cellulaire, les histones provoquent la compaction de l’ADN, facilitant ainsi la migration et la répartition des chromosomes. Cette compaction rend visibles les chromosomes au microscope.
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LES PHASES DU CYCLE CELLULAIRE
LES ÉTATS DE
CONDENSATION DE L’ADN (HISTONES EN ORANGE)
Quels mécanismes permettent la conservation du caryotype lors de la mitose ? II. La mitose, une division cellulaire conforme (TP 01)
Chez tout organisme pluricellulaire, la croissance et le renouvellement des tissus sont réalisés par des mitoses.
Chaque mitose est précédée d'une phase S formant des chromosomes à deux chromatides identiques (donc deux molécules d’ADN). Ensuite, les chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent aux pôles opposés de la cellule-mère. Ce processus est guidé par le fuseau mitotique. Puis la cellule se divise en deux cellules-filles.
Toutes les caractéristiques du caryotype de la cellule parentale (nombre et morphologie des chromosomes) sont conservées dans les deux cellules-filles. La mitose est donc une reproduction conforme. La succession de mitoses produit un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques que l'on appelle clones.
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LA MITOSE AU COURS D’UN CYCLE CELLULAIRE
Quelles sont les spécificités de la méiose ?
III. La méiose, passage de la diploïdie à l’haploïdie (TP 02) A. Diploïdie, haploïdie et cycle de développement
La ploïdie est le nombre d'exemplaires de jeux complets de chromosomes, dans une cellule donnée. On désigne par n le nombre de chromosomes d'un seul jeu complet :
- une cellule haploïde ne possède qu’un jeu complet, noté n.
- une cellule diploïde possède 2 jeux complets, noté 2n.
B. La répartition des chromosomes au cours de la méiose
La méiose consiste en deux divisions cellulaires successives. Elle est précédée d'une phase S formant des chromosomes à deux chromatides identiques.
La première division (méiose 1) conduit à la séparation des paires de chromosomes homologues. Elle permet donc le passage d’une cellule à 2n chromosomes doubles, à deux cellules à n chromosomes doubles. C’est une division réductionnelle.
Puis, les deux cellules se divisent de nouveau (méiose 2) lors de la séparation des chromatides de chaque chromosome. On observe le passage de deux cellules à n chromosomes doubles, à quatre cellules à n chromosomes simples. C’est une division équationnelle.
Le fuseau méiotique mis en place au cours de ces deux divisions successives assure la migration des chromosomes aux pôles opposés des cellules.
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LA MEIOSE AU COURS D’UN CYCLE CELLULAIRE
Comment se réplique l’ADN ?
IV. Le mécanisme de la réplication semi-conservative (TP 03)
La duplication à l'identique d'un chromosome débute par la séparation des deux brins d'ADN. Sur chaque brin, des enzymes nommées ADN polymérases permettent de former un nouveau brin, complémentaire au brin pré-existant.
Ce mécanisme de réplication semi-conservative permet donc la synthèse de deux molécules d'ADN identiques, chacune constituée de l'ancien brin d'ADN et du nouveau brin.
La connaissance de ce mécanisme a permis la mise au point de la PCR, technique permettant de dupliquer en grand nombre l'ADN.
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LA RÉPLICATION DE L’ADN
