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La
division
cellulaire est un processus permettant aux organismes de croître,
de se régénérer et de se reproduire. Elle consiste en la duplication
et la répartition du matériel génétique d'une cellule
mère en deux ou plusieurs cellules filles. Ce phénomène se déroule
différemment selon les types de cellules. Chez les cellules eucaryotes,
la division peut se faire par mitose, un mécanisme assurant une répartition
identique du matériel génétique, ou par méiose, un processus spécifique
à la reproduction sexuée qui réduit de moitié le nombre de chromosomes
pour former des cellules reproductrices.
Chez les organismes
unicellulaires, comme les bactéries, la division
cellulaire se fait par scissiparité, un processus plus simple où la cellule
duplique son ADN avant de se scinder en deux cellules
identiques. Ce mode de reproduction asexué
permet une multiplication rapide des individus.
La division cellulaire
est contrôlée par divers signaux
internes et externes qui régulent le
cycle
cellulaire. Des points de contrôle permettent de s'assurer que l'ADN
est correctement répliqué et que la division se déroule sans erreur.
En cas de dysfonctionnement, des anomalies peuvent survenir, entraînant
des maladies comme le cancer, où les cellules se divisent de manière
incontrôlée. Ce processus est donc essentiel au maintien de l'équilibre
et du bon fonctionnement des organismes vivants.
La
mitose.
La
mitose est le processus de division cellulaire qui produit deux cellules
filles identiques à la cellule mère. Ce mode de division est essentiel
pour la croissance, le développement, la régénération
et la réparation des tissus chez les organismes
multicellulaires. Le processus se déroule en plusieurs étapes distinctes
:
• L'interphase
est la phase préparatoire où la cellule se prépare à la division en
se répliquant et en doublant son contenu cellulaire, y compris l'ADN.
• La prophase
est l'étape pendant laquelle, la chromatine
(ADN et protéines) commence à se condenser en chromosomes bien définis.
Les centrosomes se déplacent aux pôles de la cellule et forment les fuseaux
mitotiques, des structures qui aideront
à la division cellulaire.
• La métaphase
correspond au moment où les chromosomes sont alignés en une rangée équatoriale
de la cellule, appelée plaque équatoriale. Les fibres du fuseau
mitotique se fixent aux centromères des chromosomes.
• L'anaphase
est l'étape au cours de laquelle les chromatides
soeurs ( = copies identiques des chromosomes) sont séparées et tirées
vers des pôles opposés de la cellule par les fibres du fuseau mitotique.
• La télophase
est le moment où les chromatides soeurs atteignent les pôles de la cellule
et commencent à se décondenser, revenant à leur état initial de chromatine.
De nouveaux noyaux se forment autour de chaque groupe de chromatides.
• La cytocinèse
(ou cytodiérèse) est la division du cytoplasme
et des organites
entre les deux cellules filles, formant ainsi deux cellules filles individuelles.
La
méiose.
La
méiose est un processus de division cellulaire spécialisé qui se
produit dans les cellules germinales (cellules reproductrices) et aboutit
à la formation de quatre cellules filles haploïdes
(contenant la moitié du nombre de chromosomes de la cellule mère). La
méiose comprend deux divisions cellulaires successives : la méiose I
et la méiose II.
• La
méiose I (réductionnelle) se décompose en prophase I (phase complexe
avec la recombinaison homologue (crossing-over));
métaphase I (les paires de chromosomes homologues s'alignent à l'équateur);
anaphase I (séparation des chromosomes homologues (pas des chromatides
sœurs), migration vers les pôles. Réduction
du nombre de chromosomes); télophase I (formation de deux cellules
haploïdes (avec chromosomes encore composés de deux chromatides)). Deux
processus particuliers qui se déroulent pendant la méiose I doivent être
notés :
+ La
recombinaison homologue (crossing-over). - Échange de segments de
chromosomes entre les chromosomes homologues pendant la prophase I. Cela
mélange le matériel génétique.
+ L'assortiment
indépendant des chromosomes. - Les chromosomes homologues se séparent
aléatoirement pendant l'anaphase I. Cela crée différentes combinaisons
de chromosomes dans les gamètes.
• La méiose II
(équationnelle) est similaire à la mitose, mais avec des cellules haploïdes.
On y distingue la prophase II (condensation des chromosomes), la métaphase
II (les chromosomes, composés de deux chromatides, s'alignent à l'équateur);
l'anaphase II (séparation des chromatides soeurs et migration vers les
pôles); télophase II (ormation de quatre cellules haploïdes, cytocinèse).
La méiose est essentielle
pour la reproduction sexuée et contribue à la diversité génétique
des espèces grâce à l'échange de segments chromosomiques lors de l'enjambement
en prophase I et à la séparation aléatoire des chromosomes homologues
en anaphase I et II. Ces mécanismes garantissent une diversité des individus
issus de la reproduction sexuée.
Comparaison de
la mitose et de la méiose.
Bien qu'elles partagent
certaines similitudes, la mitose et la méiose ont des objectifs et des
mécanismes fondamentalement différents. Le tableau suivant compare les
deux types de division et précise ceratins traits pour chacune d'elle
:
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Mitose
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Méiose
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Objectif principal |
Prolifération cellulaire
et croissance. Le but principal de la mitose est de produire deux cellules
filles génétiquement identiques à la cellule mère. Elle est utilisée
pour la croissance de l'organisme, la réparation des tissus, et la reproduction
asexuée chez certains organismes. Elle maintient le nombre de chromosomes. |
Reproduction sexuée
et diversité génétique. Le but principal de la méiose est de produire
quatre cellules filles génétiquement différentes de la cellule mère,
avec la moitié du nombre de chromosomes (cellules haploïdes). Ces cellules
filles sont les gamètes (spermatozoïdes
et ovules chez les animaux, spores
chez les plantes). |
Types de cellules |
Se produit dans
les cellules somatiques (toutes les cellules du corps sauf les cellules
germinales qui produisent les gamètes). |
Uniquement dans
les cellules germinales (dans les testicules
et ovaires chez les animaux, anthères
et ovaires chez les plantes) pour produire les gamètes. |
Nombre de divisions
cellulaires |
Une seule division
cellulaire, la mitose. |
Deux divisions cellulaires
séquentielles (méiose I et méiose II). |
Nombre de cellules
filles produites |
Deux cellules filles. |
Quatre cellules
filles. |
Nombre de chromosomes
dans les cellules filles |
Les cellules filles
sont diploïdes (2n), c'est-à -dire qu'elles
ont le même nombre de chromosomes que la cellule mère. Le nombre de chromosomes
est conservé (2n → 2n). |
Les cellules filles
sont haploïdes (n) : elles ont la moitié du
nombre de chromosomes que la cellule mère. Le nombre de chromosomes est
réduit de moitié (2n → n). |
Identité génétique
des cellules filles |
:Les cellules filles
sont génétiquement identiques à la cellule mère (clones)
et entre elles. |
Du fait de la recombinaison
et de l'assortiment,
les cellules filles sont génétiquement différentes de la cellule mère
et entre elles. |
Étapes principales |
Phases principales
: prophase, métaphase, anaphase, télophase,cytocinèse. |
Deux divisions :
méiose I ( réductionnelle) et méiose II (équationnelle), similaire
à la mitose, mais avec des cellules haploïdes. |
Rôle Biologique |
Croissance et développement
des organismes multicellulaires. Réparation et régénération des tissus.
Reproduction asexuée chez certains organismes unicellulaires et multicellulaires.
Remplacement des cellules mortes ou endommagées. |
Production de gamètes
haploïdes nécessaires à la reproduction sexuée. Assure la diversité
génétique au sein des populations, essentielle pour l'adaptation et l'évolution.
Maintient le nombre de chromosomes constant d'une génération à l'autre
lors de la fécondation (fusion de deux gamètes haploïdes pour former
un zygote diploïde). |
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