LA DIVISION CELLULAIRE OU MITOSE

INTRODUCTION

Le terme mitose vient du grec « mitom » qui veut dire coupure en deux (mi = deux, tom = coupure). La mitose est un processus continu par lequel une cellule mère donne deux cellules filles identiques entre elles et à la cellule mère. Ce processus passe par quatre phases principales.

I- LES PHASES DE LA MITOSE

I-1. Chez la cellule végétale

I-1-1. La prophase

Elle correspond à la première phase de la mitose et se caractérise par :
– la condensation de la chromatine et son organisation en filaments courts, épais et colorables, ce sont les chromosomes. Les chromosomes sont constitués de deux chromatides reliés par un centromère au niveau duquel se développent des fibres chromosomiques.
– la disparition progressive de l’enveloppe nucléaire et du nucléole.
– la formation de calottes polaires sur lesquelles se développent des fibres polaires.
– la disposition désordonnée des chromosomes.

I-1-2. La métaphase

Au cours de cette phase, les chromosomes disposés en vrac dans la cellule entrent en mouvement et se rassemblent dans un plan équatorial pour former la plaque équatoriale. Les fibres chromosomiques s’allongent et atteignent les deux pôles. Elles s’imbriquent avec les fibres polaires pour former le fuseau de division ou fuseau achromatique. Ces chromosomes sont bien condensés, plus courts et nets.

I-1-3. L’anaphase

Au cours de cette phase les deux chromatides de chaque chromosome se séparent suite au clivage du centromère. Ils sont attirés vers les pôles par un raccourcissement des fibres chromosomiques, le centromère en direction des pôles et les bras traînant derrière, c’est la migration des chromatides.

I-1-4. La télophase

Elle se caractérise par :
– la reconstitution de la chromatine à partir des chromatides qui se déroulent,
– la réapparition du nucléole,
– la reconstitution de l’enveloppe nucléaire à partir du réticulum endoplasmique,
– la formation dans le plan équatoriale d’une cloison appelée phragmoplaste issue de la fusion des vésicules golgiennes et des restes de fibres polaires. Cette cloison se développe de manière centrifuge et divise le cytoplasme en deux cellules filles identiques entre elles et avec la cellule mère, c’est la cytodiérèse.

I-2. Particularités de la cellule animale

La mitose d’une cellule animale se déroule comme une mitose d’une cellule végétale à deux exceptions prés :
– les calottes polaires de la cellule végétale sont remplacées chez la cellule animale par les asters issus de la division du centrosome. Ces asters sont caractérisés par la présence de fibres astériennes. Donc trois sortes de fibres sont observées chez la cellule animale : les fibres astériennes, les fibres chromosomiques et les fibres polaires.
– la cytodiérèse chez les cellules végétales est centrifuge, alors que chez la cellule animale elle est centripète et se fait par étranglement du cytoplasme de la cellule mère dans le plan équatorial.

II- Le cycle cellulaire

II-1. Evolution de la quantité d’ADN

Un dosage de la quantité d’ADN d’une cellule humaine au cours d’un cycle cellulaire a permis d’obtenir les résultats suivants

Analyse
Cette courbe peut être divisée en quatre phases :
– une première partie qui va de 0 à 8h pendant la quelle la quantité d’ADN reste constante à 7,3 picogramme ;
– une deuxième partie qui va de 8hà14h durant la quelle la quantité d’ADN double en passant de 7,3 à 14,6 picogramme ;
– une troisième partie allant de 14h à 19h au cours de laquelle la quantité d’ADN est maintenue à 14,6 picogramme ;
– une quatrième partie allant de 19h à 20h pendant laquelle la quantité d’ADN est réduite de moitié pour retourner à sa quantité initiale.

Interprétation

– la première partie correspond à la phase de croissance de la cellule (G1, c’est-à-dire Gap 1 ou Growth 1) au cours de laquelle la cellule augmente son volume alors que sa quantité d’ADN reste constante.
– la deuxième partie correspond au dédoublement de la quantité d’ADN qui est la réplication de l’ADN, c’est la phase de S (synthèse).
– La troisième partie G2, correspond également à la croissance cellulaire qui avait déjà débuté en G1. La cellule a une quantité d’ADN doublée.
– La quatrième partie correspond à la mitose (M) au cours de laquelle la quantité d’ADN est réduite de moitié.
Remarque :
L’ensemble G1, S et G2 constituent l’interphase, c’est au cours de cette phase que se produit la croissance de la cellule et le dédoublement de la quantité des organites cellulaires.

II-2. Evolution des chromosomes

Pendant l’interphase la chromatine s’organise en chromatides déroulées et invisibles. Chaque chromatides se duplique et donne deux chromatides invisibles.
En début de la prophase on observe un enroulement des chromatides qui aboutit en fin de prophase à la formation de chromosomes individualisés et visibles.
En métaphase les chromosomes s’enroulent d’avantage et deviennent plus courts et plus nets.
En anaphase le clivage du centromère du chromosome aboutit à la séparation des deux chromatides.
A la télophase les chromatides se déroulent pour donner la chromatine de départ.


En résumé le cycle cellulaire comprend deux phases : l’interphase et la mitose. Pendant ce cycle on note une variation de la quantité d’ADN et une modification de la morphologie des chromosomes.

III- Les facteurs déclenchant la mitose

III-1. Rapport nucléocytoplasmique

Expérience :
On prend une amibe qui se divise en deux cellules filles. Sur l’une des cellules on ampute régulièrement une partie du cytoplasme. On constate qu’elle croît mais ne se divise pas. Sur l’autre amibe qui se divise, on étudie l’évolution du volume cytoplasmique, nucléaire et du rapport nucléocytoplasmique. On obtient cette courbe.


Analyse et interprétation :
Pendant l’interphase on constate que la croissance du cytoplasme est plus rapide que celle du noyau, ce qui entraîne une baisse du rapport nucléocytoplasmique. Lorsque ce rapport atteint un seuil critique on constate une augmentation très rapide du volume nucléaire. Ainsi l’accroissement du volume du noyau tend à rétablir le rapport nucléocytoplasmique, c’est ce qui déclenche la mitose.
Donc il y’a un rapport idéal entre le volume du cytoplasme et celui du noyau, c’est ce qui explique que l’amibe régulièrement amputée ne se divise pas.

III-2. Les signaux cytoplasmiques

Expérience :

Analyse et interprétation

On constate que le noyau de la cellule nerveuse qui ne se divisait pas entre en division en même temps que le noyau de la cellule embryonnaire.
Donc l’entrée en mitose noyau de la cellule nerveuse s’explique par l’existence de signaux cytoplasmiques qui sont déclencheraient la mitose et qui n’existent pas chez la cellule nerveuse.

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