1 ??? ? ?? Comment une cellule transmet-elle ses gènes? 3 éléments interviennent dans la transmission de l’information génétique la REPLICATION ou DUPLICATION de l’ADN 2 types de DIVISION CELLULAIRE la MITOSE la MEIOSE

2 La REPLICATION de l’ADN 1.Rappels 2.Définition 3.Déroulement de la réplication : –au niveau des chromosomes? –au niveau moléculaire?

3 1.Rappels support de l’information génétiquemolécule d’ADNLe support de l’information génétique est la molécule d’ADN Dans le noyau des cellules, cette molécule se présente : chromatine –soit sous forme peu condensée : il s’agit de la chromatine chromosomes –soit sous forme condensée : il s’agit des chromosomes La réplication de la molécule d’ADN est rendue possible par 2 particularités de structure de cette molécule : complémentarité –la complémentarité entre ses 2 brins liaisons –l’appariement de ces 2 brins par des liaisons « hydrogène » qui peuvent se rompre facilement

4 1.Définition La réplication ou duplication d’une molécule d’ADN aboutit à la formation de 2 molécules d’ADNLa réplication ou duplication d’une molécule d’ADN aboutit à la formation de 2 molécules d’ADN quantité d’ADNa donc doubléA la fin de la réplication, la quantité d’ADN présente dans le noyau de la cellule a donc doublé D’accord, mais comment cela se déroule-t-il?

5 1.Déroulement de la réplication au niveau des chromosomes Chaque chromosome est répliqué en 2 copies identiques chromatides sœurscentromèreChaque chromosome est répliqué en 2 copies identiques ( = les chromatides sœurs ) qui restent liées entre elles par le centromère Centromère Chromatides sœurs réplication 1 chromosome = 1 chromatide 1 chromosome = 2 chromatides réplication

6 1.Déroulement de la réplication au niveau moléculaire Le mécanisme de réplication est le suivant :  dégrafage des 2 hélices par rupture des liaisons hydrogène entre les bases azotées  chaque brin sert de matrice à la synthèse d’un nouveau filament :les nucléotides libres dans le noyau se fixent sur chaque filament par complémentarité des bases azotées  obtention de 2 nouvelles molécules d’ADN identiques : chacune est composée d’un brin d’origine parentale et d’un brin nouvellement synthétisé : réplication semi-conservative réplication 1 chromosome = 1 chromatide 1 chromosome = 2 chromatides   

7 La MITOSE 1.Définition 2.Pourquoi la mitose ? 3.Observations 4.Les étapes de la mitose La prophaseLa prophase La métaphaseLa métaphase L’anaphaseL’anaphase La télophaseLa télophase ??? ? ??

8 1.Définition 1 cellule mère donne 2 cellules filles rigoureusement identiques à la cellule mère 2n D’accord, mais au fait à quoi ça sert, la mitose?

9 1.Pourquoi la mitose ? multiplication végétativePour la multiplication végétative –Des espèces, notamment chez les végétaux sont capables de reproduction végétative, c’est-à-dire de se multiplier à l’identique en donnant de nouveaux organismes à partir de bourgeons, de racines… ( fraisiers, ronces, peupliers, géranium…) ‏ –Dans ce cas, tous les organismes issus d’un même organisme initial constituent un clone et sont génétiquement identiques développement, la croissance et le renouvellement cellulairePour le développement, la croissance et le renouvellement cellulaire

10 1.Observations au microscope Cellules de racine d’oignon Zone d’élongation méristème Coiffe Tiens, les noyaux ont des aspects différents

11 1.Les Etapes de la mitose La division cellulaire ou mitose se déroule en 4 étapes : prophase –la prophase métaphase –la métaphase anaphase –l’anaphase télophase –la télophase interphase réplication de l’ADNChaque mitose est précédée d’une interphase pendant laquelle se déroule la réplication de l’ADN Voilà l’essentiel à savoir… mais pourquoi une réplication de l’ADN avant la mitose?

12 … Parce que la mitose, c’est la division à l’identique 2n2n2n REPLICATION MITOSE 4n 4n

13 La PROPHASE ProphaseProphase Métaphase Anaphase Télophase Pour en savoir plus sur les étapes de la mitose Condensation de la chromatine en chromosomes Fragmentation de la membrane du noyau Chromosomes spiralisés Chromatine Fibres du fuseau

14 La METAPHASE Prophase MétaphaseMétaphase Anaphase Télophase Pour en savoir plus sur les étapes de la mitose Les chromosomes se rassemblent au centre de la cellule et forment la plaque équatoriale Les chromosomes se rassemblent au centre de la cellule et forment la plaque équatoriale.

15 L’ANAPHASE Prophase Métaphase AnaphaseAnaphase Télophase Pour en savoir plus sur les étapes de la mitose Les chromatides sœurs (copies de chromosomes) se séparent. Les copies sont tirées aux 2 extrémités de la cellule Les copies sont tirées aux 2 extrémités de la cellule.

16 La TELOPHASE Prophase Métaphase Anaphase TélophaseTélophase Pour en savoir plus sur les étapes de la mitose Les chromosomes se déroulent » et forment à nouveau de la chromatine. La membrane du noyau et le nucléole se reforment. Cytocinèse: La membrane cellulaire se contracte à l’équateur de la cellule pour diviser la cellule en deux (cellules animales). Il se forme une membrane cellulaire et une nouvelle paroi à l’équateur de la cellule (cellules végétales).

17 Ce qu’il faut retenir… sur la MITOSE L’essentiel en schéma INTERPHASE = REPLICATION PROPHASE METAPHASE ANAPHASE TELOPHASE

18 Ce qu’il faut retenir… sur la MITOSE La mitose se réalise en 4 phases La prophaseLa prophase : –Disparition de l’enveloppe nucléaire –Condensation de l’ADN = apparition des chromosomes La métaphaseLa métaphase : –Les chromosomes se placent au milieu (plaque équatoriale) ‏ L’anaphase :L’anaphase : –Les chromatides de chaque chromosomes se séparent –Ascension des chromatides séparées vers des pôles différents La télophaseLa télophase : –Séparation en 2 cellules filles Formation de l’enveloppe nucléaire pour chaque noyau Les chromosomes deviennent chromatine L’essentiel en un résumé

19 La MEÏOSE ??? ? ?? 1.Définition 2.Pourquoi la méïose ? 3.Le déroulement de la méïose 4.Méïose et brassage génétique

20 1.Définition 1 cellule mère à 2n chromosomes ( diploïde) donne 4 cellules à n chromosomes ( haploïde ) ‏1 cellule mère à 2n chromosomes ( diploïde) donne 4 cellules à n chromosomes ( haploïde ) ‏ Ces cellules haploïdes sont des cellules sexuelles ou gamètesCes cellules haploïdes sont des cellules sexuelles ou gamètes Des cellules sexuelles à n chromosomes??? A quoi çà sert? 2n n n n n n n

21 1.Pourquoi la méïose ? reproduction sexuéePour la reproduction sexuée gamètes –Nom des cellules sexuelles ou gamètes : fécondation –Devenir des gamètes : la fécondation Le nombre de chromosomes d’une espèce demeure constant d’une génération à l’autre cellule œuf Un gamète mâle ( n ) et un gamète femelle ( n ) fusionnent pour donner une cellule œuf ( 2n) gamète ♀ gamète ♂ ♀♂ Végétauxovuleanthérozoïde Animauxovulespermatozoïde nn2n fécondation Cellule oeuf

22 1.Le Déroulement de la méïose La méïose, c’est 2 « mitoses » successives : mitose réductionnelle ou mitose I –Une mitose réductionnelle ou mitose I mitose équationnelle ou mitose II –Une mitose équationnelle ou mitose II interphaseréplication de l’ADNSeule la mitose I est précédée d’une interphase pendant laquelle il y a réplication de l’ADN mitose ILa mitose I : idem que la mitose classique sauf pour l’anaphase –Prophase I –Métaphase I –Anaphase Iséparation des chromosomes homologues –Anaphase I : séparation des chromosomes homologues ( et non pas des chromatides ) ‏ –Télophase I mitose IILa mitose II : idem que la mitose classique –Prophase II –Métaphase II –Anaphase II : séparation des chromatides –Télophase II

23 La méiose = 2 « mitoses » successives Mitose réductionnelleMitose équationnelle = Mitose I= Mitose II prophase Iprophase II métaphase IMétaphase II anaphase IAnaphase II Télophase ITélophase II prophase Iprophase II métaphase IMétaphase II anaphase IAnaphase II Télophase ITélophase II

24 1.Le Brassage génétique Observons la méiose d’une cellule à 2n = 4 chromosomes Un homme, une femme et …combien de possibilités? Et chez l’être humain ?

25 1.Le Brassage génétique Chaque individu issu de la reproduction sexuée est unique, car la transmission des gènes des parents aux enfants peut être assimilée à une double loterie : –à sa formation chaque gamète reçoit au hasard, un des chromosomes de chaque paire ( il ne reçoit ainsi qu’un seul des allèles de chacun des gènes –à la fécondation, la cellule œuf réunit au hasard 2 gamètes parmi les millions de gamètes différentes possibles : un programme génétique nouveau est ainsi crée Voilà pourquoi on parle d’empreinte génétique