La division cellulaire I- Introduction II- Le cycle cellulaire III- Réplication de l’ADN IV- Mécanismes de la mitose Les phases de la mitose V- Régulation de la division cellulaire Les cellules tumorales VI- Division des cellules reproductrices: Méiose

I- Introduction Reproduction asexuée : Un seul parent Patrimoine génétique inchangé Les organismes obtenus forment un clone. 2 types de divisions cellulaires : Scissiparité chez les procaryotes Mitose chez les eucaryotes les mécanismes sont différents

I- Introduction: Développement chez les eucaryotes Organismes pluricellulaires La croissance et le développement se font à partir d’une cellule unique par MITOSE.

II- Le cycle cellulaire Toutes les cellules contiennent les mêmes gènes Nécessité de dupliquer le stock d’ADN avant chaque division => réplication de l’ADN 2 cellules filles avec un matériel génétique identique. Cellule mère

II- Le cycle cellulaire La mitose ne constitue qu’une étape du cycle de la division cellulaire appelé aussi cycle cellulaire. Interphase : 90% du cycle = période de croissance et de réplication de l’ADN Cycle cellulaire Phase M : 10% du cycle division de la cellule

II- Le cycle cellulaire L’interphase: 3 phases successives S G1 = phase de croissance de la cellule sans synthèse d’ADN. S = phase de réplication de l’ADN. G2 G2 = phase de croissance, la cellule finit de se préparer avant division G1 La phase M suit la phase G2: la cellule se divise. M

II- Le cycle cellulaire G1 G2 S M

III. La réplication de l’ADN (Phase S) Début de phase S: chaque chromosome est constitué d’1 chromatide Phase S: chaque chromosome est répliqué en deux copies identiques = les chromatides sœurs. Fin de phase S: chromosomes à deux chromatides liées par le centromère. Chromatides sœurs Centromère

III. La réplication de l’ADN (Phase S) ADN parental Le mécanisme de réplication est semi-conservatif Chaque molécule fille a un brin parental et un brin néosynthétisé. Molécules filles

III. La réplication de l’ADN: mécanisme A lieu dans le noyau avant la division cellulaire. Les 2 brins d’ADN se séparent : synthèse d’un nouveau brin complémentaire à partir de nucléotides libres. Il s’agit d’une réaction anabolique. Chaque brin parental sert de matrice pour la synthèse du nouveau brin. Réalisée par l’ADN polymérase.

IV- MITOSE Mitose: la cellule mère se divise pour donner deux cellules filles génétiquement identiques. Chaque cellule fille contient le même nombre de chromosomes que la cellule mère (2n).

IV- MITOSE La mitose ( phase M ) suit la phase G2. Elle comprend 5 étapes et se termine par la division du cytoplasme. Prophase Prométaphase Métaphase Anaphase Télophase La mitose implique une compaction maximale des chromosomes. Chromosomes mitotiques

IV- MITOSE : phases de la mitose Condensation des chromosomes. Le centrosome se duplique, les deux centrosomes migrent vers les pôles de la cellule et le fuseau mitotique se forme. Interphase Mitose Prophase Prométaphase Métaphase Anaphase Télophase noyau centrosome Chromosome répliqué formé de 2 chromatides

IV- MITOSE : le fuseau de division Les événements de la mitose reposent sur une structure appelée fuseau de division formé de microtubules, élaboré à partir du centrosome. Centrosome Cellule animale en interphase

Les microtubules

IV- MITOSE : phases de la mitose Condensation des chromosomes. Le centrosome se duplique, les deux centrosomes migrent vers les pôles de la cellule et le fuseau mitotique se forme. Interphase Mitose Prophase Prométaphase Métaphase Anaphase Télophase noyau centrosome Chromosome répliqué formé de 2 chromatides

IV- MITOSE : phases de la mitose Interphase Mitose Prophase Prométaphase Métaphase Anaphase Télophase L’enveloppe nucléaire se fragmente. Les microtubules s’attachent progressivement aux chromosomes. Fragmentation de l’enveloppe nucléaire Fibre du fuseau = microtubule

IV- MITOSE : phases de la mitose Chaque chromatide sœur est liée à un microtubule. Tous les chromosomes sont alignés à l’équateur de la cellule = plaque équatoriale. Interphase Mitose Prophase Prométaphase Métaphase Anaphase Télophase Plaque équatoriale

IV- MITOSE : phases de la mitose Interphase Mitose Prophase Prométaphase Métaphase Anaphase Télophase Les chromosomes se défont. Les chromatides sœurs migrent vers les pôles opposés de la cellule. Chromatides soeurs

IV- MITOSE : phases de la mitose Les chromosomes ont finit leur migration. Ils commencent à se décondenser. La cellule s’allonge. Les noyaux se reforment. Interphase Mitose Prophase Prométaphase Métaphase Anaphase Télophase Enveloppe nucléaire sillon de division Division du cytoplasme

IV- MITOSE : phases de la mitose Interphase Mitose Prophase Prométaphase Métaphase Anaphase Télophase Division du cytoplasme. Les chromosomes continuent de se décondenser. Chaque cellule fille contient le même nombre de chromosomes que la cellule mère. Chaque chromosome a 1 chromatide

IV- MITOSE :

V- Régulation de la division cellulaire Développement et croissance de l’organisme. Régulation hormonale (facteurs de croissance). Le cycle cellulaire comporte des points de contrôle en phase G1 et en phase G2 : les conditions externes et internes doivent être favorables pour permettre la division. Densité de population : lorsque la population de cellules atteint une certaine densité, elle ne croît plus = inhibition de contact.

V- Régulation de la division cellulaire Cellules en culture : arrêt de la croissance par inhibition de contact

V- Régulation de la division cellulaire cellules tumorales Formation des tumeurs Transformation d’une cellule: passage d’un état normal à prolifératif Système immunitaire tissu

V- Régulation de la division cellulaire cellules tumorales Formation des tumeurs Transformation d’une cellule: passage d’un état normal à prolifératif Tumeur = masse anormale de cellules localisée = bénigne propagation = tumeur maligne métastase tissu Système immunitaire

V- Régulation de la division cellulaire Tumeur bénigne : Les cellules demeurent regroupées et ne se séparent pas. La tumeur demeure bien circonscrite. Tumeur maligne : Des cellules se détachent de la tumeur principale (métastases) pour former d'autres tumeurs dans le corps.

VI- MEIOSE Méiose: production des gamètes, uniquement dans les organes reproducteurs. deux divisions successives qui donnent 4 cellules filles.

VI- MEIOSE Cellule mère diploïde (2N chromosomes) Cellules filles haploïdes (N chromosomes)

VI- MEIOSE Division I: Les chromosomes homologues se séparent.

VI- MEIOSE Division I: Les chromosomes homologues se séparent. Division II: Séparation des chromatides soeurs. A la fin de la méiose, chaque cellule a 1 seul exemplaire de chaque chromosome. Chaque chromosome a 1 chromatide

VI- MEIOSE Réduction de moitié du nombre de chromosomes. Séparation des chromatides sœurs Division II Division I Prophase I Prophase II Prométaphase I Prométaphase II Métaphase I Métaphase II Anaphase I Anaphase II Télophase I Télophase II

VI- MEIOSE Métaphase I: Les chromosomes homologues s’alignent sur la plaque équatoriale. Anaphase I: les chromosomes homologues migrent vers des pôles opposés. Télophase1: Les chromosomes ont rejoint les pôles. Chaque pôle contient un lot haploïde de chromosomes.

VI- MEIOSE Formation d’un nouveau fuseau. Métaphase II : les chromosomes s’alignent sur la plaque équatoriale Anaphase II : le centromère se dédouble, chaque chromatide migre vers un pôle de la cellule. Télophase II: Les noyaux se reforment aux pôles de la cellule. 4 cellules filles haploïdes

VI- MEIOSE : recombinaison méiotique RECOMBINAISON INTER-CHROMOSOMIQUE

VI- MEIOSE : recombinaison méiotique RECOMBINAISON INTER-CHROMOSOMIQUE 2N-1 possibilités => N=23 paires de chromosomes => 222 > 4 millions de possibilités RECOMBINAISON INTRA-CHROMOSOMIQUE (crossing-over)

VI- MEIOSE : recombinaison méiotique RECOMBINAISON INTER-CHROMOSOMIQUE 2N-1 possibilités => N=23 paires de chromosomes => 222 > 4 millions de possibilités RECOMBINAISON INTRA-CHROMOSOMIQUE (crossing-over)

Conclusion: MITOSE /MEIOSE Pendant l’interphase avant le début de la division. Pendant l’interphase avant le début de la méiose. Réplication de l’ADN 1 seule division : prophase, prométaphase, métaphase, anaphase et télophase. 2 divisions, pas de réplication entre les 2 divisions. Nombre de divisions 2 cellules filles diploïdes identiques(2N chromosomes) 4 cellules filles haploïdes différentes (N chromosomes) Nombre de cellules filles Développement d’un organisme, régénération des tissus Production de gamètes Rôle