La division cellulaire (ou mitose) désigne les évènements
chromosomiques de la reproduction cellulaire " non sexuée "
(contrairement à la méiose).
Une cellule mère produit 2 cellules filles identiques génétiquement
à la cellule mère.
La cellule mère, en général, contient2n
chromosomes à 1 chromatide chacun (2n-1c).
Dans la méiose II, qui conduit à la production
de gamètes (spermatozoïdes
et ovules), la cellule mère possède
n chromosome à 2 chromatides (1n-2c).
Le cycle
cellulaire est l'ensemble des modifications qu'une cellule subit
entre sa formation par division à partir d'une cellule mère,
et le moment où cette cellule a fini de se diviser en deux cellules
filles.
Cycle cellulaire et cyclines
(Figure : vetopsy.fr)
Ce cycle comprend plusieurs phases et est sous la dépendance de complexes Cdk-Cyclines, formant des complexes hétéro-dimériques (régulation du cycle cellulaire).
Cycle cellulaire
(Figure : vetopsy.fr d'après Zephris)
Les Cyclines sont des protéines qui se différencient par une lettre (cyclineA, cyclineB…)
A chaque phase du cycle, correspondent des complexes Cdk-cycline, chaque Cdk se liant avec une cycline différente et inversement.
Les trois premières phases correspondent à l'interphase, période où le noyau ne se divise pas.
Interphase
1. La
phase G1 (de l'anglais, growth, croissance ou gap, intervalle ou espace), est la première phase de croissance cellulaire.
Cette phase, phase de synthèse cytoplasmique, est la plus longue et
est comprise entre la fin de mitose et le début de la synthèse
d'ADN : les cellules filles, plus petites au départ, prennent
leur taille définitive.
Pendant cette phase, la chromatine est sous forme d'euchromatine, forme qui permet un accès aisé des facteurs de transcription et de réparation de l'ADN.
Chromatides lors de l'interphase
(Figure : vetopsy.fr)
2. La phase S (de l'anglais, synthesis,
synthèse) correspond à la réplication
du matériel génétique.
3. La phase G2 est une phase courte pendant laquelle la chromatine est condensée en chromosome (chromatides soeurs).
L'interphase
de la mitose, comme celle de la méiose,
est caractérisée par la réplication
de l'ADN, et les phénomènes qui préparent la division
cellulaire (2n chromosomes - 2n - , 4n chromatides - 4c -).
Contrairement à la méiose,
les chromosomes répliqués ne s'accolent
pas à leurs homologues.
Le centrosome s'est dupliqué et chacun contient deux centrioles (neuf triplets de microtubules).
L'entrée en mitose est sous le contrôle du MPF, facteur promoteur de la maturation, de la mitose ou de la phase M,.
Interphase
(Figure : vetopsy.fr)
4. La phase M est la phase
de la mitose proprement dite.
Dans notre exemple, nous supposerons que la cellule ne possède que 2 chromosomes (2n=2).
Après la mitose, la cellule peut évoluer dans trois directions :
elle agit suivant sa fonction et meurt ;
elle entre dans un nouveau pool mitotique ;
elle entre dans la phase G0, dite de quiescence, qui correspond à
la sortie du cycle et qui survient généralement en G1 : c'est la
phase dans laquelle se trouve, en général, la cellule et qui
peut durer plus ou moins longtemps (chez l'homme, la cellule intestinale
se divise 2 fois/j, la cellule hépatique, 1 à 2 fois/an).
Mitose proprement dite
Prophase
(Figure : vetopsy.fr)
La mitose (du grec mitos, filament) est un processus de division cellulaire
qui aboutit à la production de deux cellules au patrimoine génétique
identique.
Prophase
La prophase
(2n-4c) est la première phase de la division cellulaire (et la plus
longue, environ 90% du temps de division) dans la mitose.
1. Les centrosomes,
formé de deux centrioles
(neuf triplets de microtubules), migrent chacun vers un pôle de la
cellule.
Les centromères
des chromatides soeurs constitue le site d'assemblage du kinétochore
(deux par centromère, un par chromatide).
Le noyau cellulaire s'étire
lui aussi et se fragmente.
Métaphase
(Figure : vetopsy.fr)
2.
La chromatine se condense
enchromosome, c'est-à-dire en deux chromatides soeurs produite par
la réplication de la chromatide de départ et qui contiennent
les informations génétiques identiques.
Elles sont reliées par un centromère,
composé d'ADN, et qui jouent lors de la migration des chromatides.
4. Les kinétochores
se forment au niveau des centromères.
Le kinétochore est un complexe protéique qui accroche les
chromosomes aux microtubules du fuseau mitotique et qui
permet le placement des chromosomes sur le plan équatorial pendant
la métaphase et leur partage en deux lots identiques pendant l'anaphase.
Cette troisième partie de la prophase est appelée prométaphase et peut
être définie comme une phase indépendante par certains auteurs.
Métaphase
Anaphase
(Figure : vetopsy.fr)
La
métaphase
(2n-4c) est la phase où les chromosomes se placent de part et d'autre
du plan équatorial pour former la plaque équatoriale.
Cet alignement se fait au hasard et on peut assister à
un brassage interchromosomique entre chromosomes maternels et paternels.
Pendant cette phase surtout, mais aussi déjà en prophase, la chromatine est surtout présente sous forme compactée (hétérochromatine), forme résistante surtout aux alentours des centromères : cela permet d'accroître la résistance des chromosomes pour éviter leur rupture lors de leur séparation pendant l'anaphase.
Par contre, certaines régions sont peu compactées (euchromatine).
Ces régions promotrices de gènes étaient actives dans la cellule avant l'entrée en mitose.
Ce processus appelé " bookmarking " (gene ou mitotic bookmarking, littéralement : marque page), est un mécanisme épigénétique qui permet de transmettre aux cellules filles la " mémoire " des gènes actifs avant l'entrée en mitose. N'oublions pas que la transcription cesse lors de la mitose.
Anaphase
L'anaphase (2n-4c) est la phase où les chromatides soeurs se séparent
et migrent vers les pôles opposés de la cellule.
Ce sont les chromatides soeurs qui sont séparées, mais non
pas les paires de chromatides comme dans la méiose.
Télophase
Télophase
(Figure : vetopsy.fr)
La
télophase (2n-1c) est la phase où les enveloppes nucléaire et cellulaire
apparaissent entraînant l'apparition de deux cellules à 2n
chromosomes et chacun à une chromatide.
Pendant cette période, ou quelquefois, selon les auteurs, dans une
dernière période, appelée cytokinèse
ou cytodiérèse, apparait une division dans un plan
perpendiculaire à l'axe du fuseau mitotique qui sépare la
cellule en deux. Cet anneau contractile est formé d'actine et de
myosine.
Tous les autres organites se reforment tels les nucléoles
et les chromatides se décondensent pour reformer la chromatine.
Une mitose particulière se déroule pendant la méiose,
appelée méiose II, à la différence que la cellule
contient n chromosomes et 2c chromatides.