Un organisme pluricellulaire provient d’une cellule unique, la cellule-œuf. Ses milliards de cellules possèdent pourtant presque toutes la même information génétique. Cette transmission repose sur deux mécanismes : la réplication de l’ADN, qui copie l’information, et les divisions cellulaires (mitose et méiose), qui la répartissent entre les cellules filles.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Décrire les phases du cycle cellulaire et l’évolution de la quantité d’ADN
- Expliquer comment la mitose conserve le caryotype
- Distinguer mitose et méiose
- Expliquer le caractère semi-conservatif de la réplication de l’ADN
1. Le cycle cellulaire
Une cellule qui se divise suit un cycle cellulaire : une longue interphase (phases G1, S et G2) suivie d’une division (phase M).
| Phase | Ce qui se passe | État des chromosomes |
|---|---|---|
| G1 | Croissance de la cellule, activité normale | 1 chromatide par chromosome |
| S | Réplication de l’ADN : la quantité d’ADN double | Passage de 1 à 2 chromatides |
| G2 | Préparation de la division | 2 chromatides sœurs identiques, reliées au centromère |
| M (mitose) | Séparation des chromatides sœurs entre deux cellules filles | Retour à 1 chromatide dans chaque cellule fille |
2. La mitose : une reproduction conforme
- Prophase : les chromosomes, déjà dupliqués, se condensent ; l’enveloppe nucléaire disparaît ; le fuseau de division se met en place.
- Métaphase : les chromosomes s’alignent sur le plan équatorial de la cellule.
- Anaphase : les chromatides sœurs de chaque chromosome se séparent et migrent vers les pôles opposés.
- Télophase : les chromosomes se décondensent, deux noyaux se forment et le cytoplasme se divise (cytodiérèse).
Les deux cellules filles reçoivent le même nombre de chromosomes que la cellule mère et la même information génétique (aux mutations près) : elles forment un clone. Chez l’être humain, une cellule somatique contient 2n = 46 chromosomes, et ses cellules filles aussi.
3. La méiose : une division réductionnelle
Méiose : Succession de deux divisions consécutives, précédées d’une seule réplication, qui produit à partir d’une cellule diploïde (2n) quatre cellules haploïdes (n). Elle a lieu dans les organes reproducteurs et produit les gamètes chez les animaux.
| Mitose | Méiose | |
|---|---|---|
| Nombre de divisions | 1 | 2 |
| Cellules produites | 2 cellules diploïdes (2n) | 4 cellules haploïdes (n) |
| Information génétique | Identique à la cellule mère | Différente d’une cellule à l’autre |
| Rôle | Croissance, renouvellement des cellules | Production des gamètes (reproduction sexuée) |
Lors de la première division de méiose, ce sont les chromosomes homologues qui se séparent ; lors de la seconde, ce sont les chromatides sœurs. La fécondation rétablit ensuite la diploïdie.
4. La réplication semi-conservative de l’ADN
Pendant la phase S, la double hélice d’ADN s’ouvre localement. Chaque brin sert de matrice à la synthèse d’un brin complémentaire, grâce à une enzyme : l’ADN polymérase, qui assemble des nucléotides en respectant la complémentarité A–T et C–G.
Réplication semi-conservative : Chaque molécule d’ADN obtenue contient un brin ancien (conservé) et un brin nouveau (néosynthétisé).
L’expérience de Meselson et Stahl (1958)
- Des bactéries cultivées sur un milieu à azote lourd (¹⁵N) ont un ADN « lourd ».
- On les transfère sur un milieu à azote léger (¹⁴N) et on sépare les ADN par centrifugation selon leur densité.
- Après une division : 100 % d’ADN de densité intermédiaire (hybride ¹⁵N/¹⁴N).
- Après deux divisions : 50 % d’ADN intermédiaire et 50 % d’ADN léger.
Ces résultats ne s’expliquent que par une réplication semi-conservative.
À retenir
- Cycle cellulaire : interphase (G1, S, G2) puis mitose ; la réplication a lieu en phase S.
- La mitose sépare les chromatides sœurs : les deux cellules filles sont génétiquement identiques (clone).
- La méiose comporte deux divisions et produit quatre cellules haploïdes.
- La réplication est semi-conservative : chaque ADN fils garde un brin parental.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.