Diversité morphologique des végétaux

La mitose

Un processus commun aux cellules eucaryotes












































Dans un végétal, la division des cellules, ou mitose, s'effectue au niveau des méristèmes.

La mitose correspond à une division d’un noyau cellulaire en 2 noyaux génétiquement identiques. Cette division se fait en plusieurs phases et dans l’ordre suivant :
Prophase, Métaphase, Anaphase et Télophase.
La phase entre chaque mitose est appelée Interphase.

La cytodiérèse suit immédiatement la mitose et permet la division complète de la cellule mère en deux cellules filles identiques.

Mais cette étape de mitose est précédée d'une phase de préparation appelée interphase et au cours de laquelle est doublée la quantité d'ADN pour pouvoir ensuite être répartie de façon égale entre les deux cellules filles.
L'exprience de Meslston et Stahl tudie le mcanisme de ce doublement de la quantit d'ADN, appel rplication de l'ADN.
  L'exprience de Meselson et Stahl

Le schéma suivant présente la quantité d'ADN présent dans une cellule au cours d'un cycle cellulaire :

Un cycle cellulaire
Quantité d'ADN dans une cellule au cours d'un cycle cellulaire



A présent, étudions en détails les mécanismes biologiques en action durant les phases d'un cycle cellulaire :


L’Interphase :

L'interphase prépare la mitose grâce à la réplication de l’ADN. Cette réplication se déroule durant la phase S (cf. schéma ci-dessus). Notons que cette phase S est précédée d'une phase dite G1 et est suivie d'une phase dite G2. Au cours de ces deux phases, G1 et G2, la quantité d'ADN dans la cellule est constante.
Chaque molécule fille d’ADN comporte 1 brin conservé de la molécule mère et 1 brin néo-formé durant la réplication. Le mécanisme est donc semi-conservatif.
Le brin conservé sert de matrice pour le nouveau se formant par ajout successif des nucléotides selon la complémentarité des bases (A, T, G, C).

Ensemble des réactions biochimiques de la réplication: ouverture de la double hélice d’ADN (œil de réplication), incorporation de nucléotides sous la dépendance d’un complexe enzymatique appelé ADN polymérase.

La réplication débute à divers endroits de la molécule d’ADN et progresse dans les 2 sens au niveau des yeux de réplication.

La rplication de l'ADN
La réplication de l'ADN



interphase cellulaire
Schéma de d'une cellule en interphase


Ensuite intervient la mitose :


La Prophase :

Les chromosomes se condensent (et deviennent visible au microscope électronique).
Les microtubules apparaissent.
L’enveloppe nucléaire disparaît progressivement.
Les microtubules s’attachent au centromère des chromosomes.
Le fuseau de division se forme.

Rappel : schéma d’un chromosome condensé

Structure dun chromosome  2 chromatides
Structure dun chromosome à 2 chromatides (durant la mitose)


Définition microtubule :
Les microtubules sont des cylindres creux constitués de protéines fibreuses. Ils font partie du cytosquelette de la cellule. Ils ont plusieurs rôles : maintien de la forme cellulaire en créant un squelette rigide (appelé cytosquelette), « rails » sur lesquels les organites associés à des protéines motrices peuvent se déplacer...


Prophase

Prophase

Prophase
Schémas des étapes successives de la prophase



La Métaphase :

Les chromosomes sont condensés au maximum.
Les chromosomes alignent leur centromère formant ainsi la plaque équatoriale. Les mouvements des chromosomes sont dus aux microtubules qui « tractent » les chromosomes.


Mtaphase
Schéma de la métaphase



L’Anaphase :

Le centromère dédoublé de chaque chromosome se sépare en deux, libérant ainsi les chromatides sœurs.
Chaque chromatide devient un chromosome à part entière qui est ensuite « tiré » vers les pôles par les microtubules.

A la fin de cette phase, les pôles possèdent un nombre équivalent de chromosomes.

Anaphase
Schéma de l'anaphase


La télophase :

Deux noyaux fils commencent à se former aux pôles.
Deux enveloppes nucléaires se constituent.
Les chromosomes commencent à se décondenser. Les microtubules disparaissent. Le fuseau de division se dégrade.

Tlophase
Schéma de la télophase


Ensuite, le cytoplasme se divise : c’est la cytodiérèse (=cytokénése) qui permet de former deux cellules filles complètes.


La cellule mère s’est divisée en deux cellules filles identiques. Chaque cellule fille issue de la mitose contient le même patrimoine génétique que la cellule initiale. Un nouveau cycle cellulaire peut alors commencer et éventuellement aboutir a une nouvelle mitose, mais pour ce faire la cellule doit d’abord rester en interphase afin d’effectuer la duplication des chromosomes.




Quelques liens instructifs sur la mitose :


http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Mitose/m5.htm : 24 schémas successifs montrant les différentes étapes clé de la mitose
http://www.univ-tours.fr/genet/gen000100_fichiers/mitose.HTM : animation présentant la mitose
http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/cartelec/cartelec_lyc/premiere_s/vegetal/adn/adn.htm: animation présentant la réplication de l’ADN








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