Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire les événements de l’interphase et de la mitose, à expliquer la signification de ce processus chez les organismes unicellulaires et multicellulaires, et à décrire comment se développe un cancer.
Combien y a-t-il de cellules dans le corps humain : des milliers, des millions, des milliards ? Il y a 37,2 billions de cellules dans le corps humain. Un billion est un très grand nombre. Par exemple, secondes représente environ 30 000 ans.
Tous les humains sont faits à partir d’un seul ovule fécondé. Alors, comment pouvons-nous passer d’une seule cellule à 37,2 billions de cellules ?
Prenons d’abord comme exemple un organisme unicellulaire, l’Amibe, pour montrer comment fonctionne typiquement la division cellulaire.
Vous vous souviendrez peut-être que les Amibes sont des organismes unicellulaires qui se reproduisent de manière asexuée par fission binaire. Sur la figure suivante, vous pouvez voir comment une seule Amibe peut se diviser en deux cellules. L’Amibe d’origine duplique son noyau et son cytoplasme et peut ensuite se diviser en deux cellules filles.
Cependant, nous ne sommes pas des Amibes. La mitose est la manière dont nos cellules se divisent pour créer une copie identique. C’est la façon dont une cellule peut se diviser en deux cellules, puis en quatre cellules, et ainsi de suite. Toutes nos cellules proviennent de cellules préexistantes dans notre corps.
Terme clé: Mitose
La mitose est un type de division cellulaire au cours de laquelle une cellule se divise pour produire deux nouvelles cellules génétiquement identiques.
Les organismes multicellulaires, tels que les humains, ont deux types basiques de cellule. Les cellules du corps sont appelées cellules somatiques et incluent toutes les cellules du corps à l’exception des ovules ou des spermatozoïdes. Ces ovules ou spermatozoïdes sont appelés cellules reproductrices ou sexuelles.
Terme clé: Cellules somatiques
Les cellules somatiques sont les cellules qui composent un organisme, mise à part les cellules sexuelles.
Les cellules somatiques sont importantes pour la croissance et la réparation des tissus, elles doivent donc constamment se diviser pour faire de nouvelles copies. Si vous vous êtes coupé ou blessé d’une manière ou d’une autre, une croûte se forme, sous laquelle de nouvelles cellules se divisent pour remplacer les cellules endommagées. La façon dont ces cellules se divisent est appelée la mitose.
Regardons de plus près comment une cellule peut effectuer la mitose pour créer une copie d’elle même. Ce processus se déroule dans le noyau de la cellule, comme le montre la figure suivante.
Le noyau est la partie de la cellule qui contient le matériel génétique, appelé l’ADN. L’ADN est organisé en chromosomes. Les humains ont 46 chromosomes. Normalement, les chromosomes ne sont visibles dans le noyau que lorsque la mitose débute.
Terme clé: Chromosomes
Les chromosomes sont de longues molécules enroulées d’ADN qui contiennent des protéines.
Les humains ont 46 chromosomes, alors que les autres espèces peuvent avoir un nombre différent de chromosomes. Par exemple, le noyau d’une cellule somatique de blé contient 42 chromosomes, et le noyau de la cellule somatique d’un chien en contient 78. Cela signifie que l’on peut s’aider du nombre de chromosomes pour connaître les espèces animales ou végétales.
Les cellules somatiques humaines contiennent 46 chromosomes, qui sont disposés en deux ensembles de 23 chromosomes : un ensemble provenant de l’ovule et l’autre provenant du spermatozoïde. Comme nous avons deux exemplaires de chromosome dans nos cellules somatiques, nous pouvons qualifier ces cellules de diploïdes. Le mot « diploïde » vient du grec « diploos », qui signifie double. Vous pouvez voir certains des chromosomes sur la figure suivante.
Définition: Diploïde
Une cellule diploïde est une cellule qui possède deux exemplaires de chromosome.
Les cellules reproductrices, telles que les spermatozoïdes ou les ovules, ne possèdent qu’un seul exemplaire d’un chromosome. Chez l’Homme, cela signifie que ces cellules ne possèdent qu’un seul ensemble de 23 chromosomes. Puisqu’il n’y a qu’une seule copie des chromosomes dans ces cellules, elles sont qualifiées d’haploïdes. Le mot « haploïde » vient du grec « haploos », qui signifie simple.
Définition: Haploïde
Une cellule haploïde est une cellule qui ne possède qu’un seul exemplaire d’un chromosome.
Exemple 1: Rappel des faits sur les chromosomes
Quelle affirmation concernant les chromosomes est vraie ?
- Les cellules somatiques sont haploïdes, ce qui signifie qu’elles ne contiennent qu’un seul exemplaire des chromosomes.
- Les chromosomes sont toujours visibles dans le noyau de la cellule.
- Les membres de la même espèce ont généralement le même nombre de chromosomes.
- Les membres de différentes espèces ont généralement le même nombre de chromosomes.
- Les cellules reproductrices sont diploïdes, ce qui signifie qu’elles contiennent deux exemplaires des chromosomes.
Réponse
Les cellules peuvent être soit des cellules somatiques ou soit des cellules reproductrices. Les cellules somatiques comprennent toutes les cellules de notre corps, à l’exception des ovules et des spermatozoïdes, et les cellules reproductrices sont les ovules ou les spermatozoïdes.
Le noyau de la cellule contient de l’ADN, dans lequel sont stockées les informations génétiques. L’ADN est organisé dans des structures appelées des chromosomes. En tant qu’êtres humains, nous avons un total de 46 chromosomes dans nos cellules somatiques. Normalement, ces chromosomes ne sont pas visibles dans le noyau de la cellule. Ils ne deviennent visibles que lorsque la cellule se prépare à se diviser.
Le nombre de chromosomes est généralement le même au sein d’une même espèce. Les humains ont habituellement 46 chromosomes, alors qu’une espèce différente comme les chiens, ont 78 chromosomes.
Les 23 chromosomes humains se répartissent en réalité en paires, ce qui représente un total de 46 chromosomes dans nos cellules somatiques. Le premier ensemble de 23 chromosomes provient de l’ovule, et l’autre ensemble provient du spermatozoïde.
Comme nos cellules somatiques contiennent deux exemplaires de chromosome, elles sont qualifiées de diploïdes. Les cellules reproductrices ne contiennent qu’un seul exemplaire de chromosome, elles sont donc qualifiées d’haploïdes.
Par conséquent, l’affirmation « les membres de la même espèce ont généralement le même nombre de chromosomes » est correcte en ce qui concerne les chromosomes.
Avant de passer à la mitose, nous devons d’abord mentionner que la mitose est une petite étape qui fait en réalité partie d’un processus plus large appelé le cycle cellulaire.
Le cycle cellulaire est le processus au cours duquel les cellules somatiques se divisent. Avant que la mitose ne commence, l’interphase doit avoir lieu. L’interphase est l’étape à laquelle l’ADN est copié et prend beaucoup plus de temps que la mitose. Vous pouvez le voir sur l’image ci-dessous.
Terme clé: Cycle cellulaire
Le cycle cellulaire est une série d’étapes qui permettent à une cellule de croître et de se diviser.
Terme clé: Interphase
L’interphase est une étape du cycle cellulaire au cours de laquelle les chromosomes se dédoublent.
L’interphase est l’étape à laquelle les chromosomes se dupliquent. Généralement, avant la duplication, chaque chromosome n’est constitué que d’une longue molécule d’ADN. Pendant l’interphase, chaque chromosome est copié pour fabriquer deux molécules dont l’ADN est identique, chacune appelée une chromatide. Celles-ci se rejoignent en un point central appelé le centromère. Vous pouvez le voir sur la figure 5.
Comme nous allons le voir, ces chromatides se séparent lors de la mitose pour devenir des chromosomes individuels dans les cellules filles.
Terme clé: Chromatide
Un chromatide est la moitié d’un chromosome dupliqué.
Exemple 2: Rappel de la structure d’un chromosome
La figure montre un chromosome sur le point de subir une mitose.
- Quelle est la structure X ?
- Quelle est la structure Y ?
Réponse
Le noyau de la cellule contient l’ADN, dans lequel sont stockées les informations génétiques. L’ADN est organisé en structures appelées chromosomes. En tant qu’êtres humains, nous avons un total de 46 chromosomes dans nos cellules somatiques.
La mitose est un type de division cellulaire au cours de laquelle une cellule se divise en deux copies identiques. Avant que la mitose ne commence, les chromosomes doivent d’abord être dupliqués au cours d’un processus appelé l’interphase.
Généralement, avant la duplication, chaque chromosome n’est constitué que d’une seule longue molécule d’ADN. Au cours de l’interphase, le chromosome se dédouble pour générer deux molécules avec un ADN identique, appelées les chromatides. Celles-ci se rejoignent en un point appelé le centromère. Vous pouvez le voir sur l’image ci-dessous.
Partie 1
D’après la description fournie, nous pouvons déterminer que X sur l’image est un centromère.
Partie 2
D’après la description fournie, nous pouvons déterminer que Y sur l’image indique un chromatide.
Il n’est en fait pas possible de voir les chromosomes individuels pendant l’interphase. Au lieu de cela, les chromosomes sont sous forme de longues molécules d’ADN qui sont mélangées avec des protéines spéciales appelées des histones. C’est ce qu’on appelle la chromatine, comme indiqué sur la figure suivante.
Terme clé: Chromatine
La chromatine est un complexe qui se forme lorsque l’ADN est associé aux protéines histones.
Après la duplication de l’ADN pendant l’interphase, la cellule peut initier la mitose.
La première étape de la mitose est appelée la prophase.
Avant cela, les chromosomes du noyau étaient mélangés sous forme de chromatine. Pendant la prophase, les longues molécules d’ADN dans les chromosomes deviennent plus compactes. Ces chromosomes condensés sont visibles dans le noyau au microscope. À la fin de la prophase, le nucléole et la membrane nucléaire commencent à se dégrader.
En dehors du noyau, des structures appelées centrosomes commencent à former de longues fibres qui caractérisent le fuseau mitotique. Ce fuseau de fibres est important car il peut se fixer aux chromatides dupliquées pour les séparer lors de la mitose.
Vous pouvez voir ces caractéristiques sur la figure suivante.
Terme clé: Prophase
La prophase est la première étape de la mitose et de la méiose. C’est à ce moment que les chromosomes commencent à se condenser et à devenir visibles au microscope.
Terme clé: Centrosome
Un centrosome est un organite formant le fuseau mitotique, qui peut séparer les chromatides dupliquées pendant la mitose.
Mot clé: Fuseau mitotique
Le fuseau mitotique est un groupe de fibres formées par le centrosome qui sépare les chromatides dupliquées lors de la mitose.
La deuxième étape de la mitose est appelée la métaphase.
Pendant la métaphase, le fuseau mitotique formé à partir du centrosome s’attache au centromère des chromosomes dupliqués. Ensuite, les fibres du fuseau mitotique tirent les chromosomes dupliqués pour les aligner au milieu, ou à l’équateur, de la cellule. Vous pouvez le voir sur la figure suivante.
Terme clé: Métaphase
La métaphase est la deuxième étape de la mitose ou de la méiose au cours de laquelle les chromosomes sont alignés au milieu, ou à l’équateur, de la cellule.
Exemple 3: Rappel de certaines des structures impliquées dans la mitose
La figure montre une cellule effectuant la mitose.
- Quelle est la structure A ?
- Quelle est la structure B ?
- Quel est l’étape de la mitose illustrée ?
Réponse
Partie 1
La mitose est un type de division cellulaire durant laquelle une cellule se divise en deux copies identiques d’elle-même. Avant que la mitose ne commence, les chromosomes doivent d’abord se dédoubler au cours d’un processus appelé l’interphase.
Généralement, avant la duplication, chaque chromosome n’est constitué que d’une seule longue molécule d’ADN. Au cours de l’interphase, le chromosome est copié pour fabriquer deux molécules dont l’ADN est identique, appelées des chromatides. Celles-ci se rejoignent en un point appelé le centromère. Vous pouvez le voir sur l’image ci-dessous.
La mitose est un processus qui implique plusieurs étapes.
Dans la première étape, la prophase, une structure appelée le centrosome commence à former de longues fibres représentant le fuseau mitotique. Celui-ci est important car il peut se fixer au centromère du chromosome dupliqué pour ensuite séparer les chromatides.
La deuxième étape est appelée la métaphase. À moment là, le fuseau mitotique s’attache aux centromères des chromosomes dupliqués et les aligne au milieu, ou à l’équateur, de la cellule. Vous pouvez le voir sur l’image ci-dessous.
Les deux étapes suivantes sont l’anaphase et la télophase. L’anaphase se produit lorsque les fuseaux mitotiques tirent chaque chromatide vers un pôle de la cellule, et la télophase se produit lorsque la cellule se divise en deux, emportant chacune une copie des chromosomes.
Par conséquent, la structure A est appelée un centrosome.
Partie 2
En utilisant les informations données dans la partie 1, nous pouvons conclure que la structure B est le fuseau mitotique.
Partie 3
En utilisant les informations données dans la partie 1, nous pouvons conclure que l’étape de la mitose représentée sur la figure est la métaphase.
La troisième étape de la mitose est appelée l’anaphase.
Pendant l’anaphase, les deux chromatides se séparent lorsque le fuseau mitotique commence à les emporter. Chaque chromatide migre vers l’un des pôles de la cellule. Vous pouvez le voir sur la figure suivante.
Terme clé: Anaphase
L’anaphase est la troisième étape de la mitose, au cours de laquelle le chromosome répliqué est divisé et les chromatides sont chacune tirées vers des pôles opposés de la cellule.
La quatrième et dernière étape de la mitose est appelée la télophase.
La télophase est l’inverse de la prophase. Pendant la télophase, les deux chromatides arrivent aux pôles de la cellule et la cellule commence à se diviser en deux. Une nouvelle membrane nucléaire se forme autour de ce nouvel ensemble de chromosomes, et le cytoplasme se divise. Les chromosomes se décondensent et ne sont plus visibles.
À la fin de la mitose, deux cellules filles diploïdes identiques l’une à l’autre sont formées. Vous pouvez le voir sur la figure suivante.
Terme clé: Télophase
La télophase est la quatrième étape de la mitose, au cours de laquelle une membrane nucléaire se forme autour des chromosomes et le cytoplasme est divisé. À la fin de la télophase, deux cellules filles sont formées.
Relation: Mitose
Prophase Métaphase Anaphase Télophase
Exemple 4: Rappel des étapes de la mitose
Quelle est l’ordre correct des événements qui se produisent lors de la division d’une cellule somatique ?
- les chromosomes se dédoublent les chromosomes dupliqués se séparent les chromosomes deviennent visibles le cytoplasme se divise en deux
- les chromosomes deviennent visibles les chromosomes se dédoublent le cytoplasme se divise en deux les chromosomes dupliqués se séparent
- les chromosomes se dédoublent les chromosomes deviennent visibles les chromosomes dupliqués se séparent le cytoplasme se divise en deux
- les chromosomes deviennent visibles les chromosomes se dédoublent les chromosomes dupliqués se séparent le cytoplasme se divise en deux
- les chromosomes se dédoublent les chromosomes deviennent visibles le cytoplasme se divise en deux les chromosomes dupliqués se séparent
Réponse
La mitose est un type de division cellulaire dans laquelle une cellule se divise en deux copies identiques. Avant que la mitose ne commence, les chromosomes doivent d’abord être dupliqués au cours d’un processus appelé l’interphase.
Généralement, avant la duplication, chaque chromosome n’est constitué que d’une seule longue molécule d’ADN. Au cours de l’interphase, le chromosome est copié pour fabriquer deux molécules avec un ADN identique, appelées les chromatides. Celles-ci se rejoignent en un point appelé le centromère. Vous pouvez le voir sur l’image ci-dessous.
Après la duplication des chromosomes, la mitose peut commencer. La mitose implique plusieurs étapes.
La première étape, appelée la prophase, est lorsque les chromosomes dupliqués deviennent visibles au microscope. C’est à ce moment là qu’une structure appelée le centrosome forme le fuseau mitotique, qui est un groupe de fibres qui séparent les deux chromatides.
Pendant la métaphase et l’anaphase, les chromosomes dupliqués s’alignent au milieu de la cellule, où chaque chromatide est ensuite séparée aux pôles opposés de la cellule.
La dernière étape est appelée la télophase et se produit lorsque le cytoplasme de la cellule et la cellule elle-même se divisent pour former deux cellules génétiquement identiques.
Par conséquent, l’ordre correct est le suivant : les chromosomes se dédoublent les chromosomes deviennent visibles les chromosomes dupliqués se séparent le cytoplasme se divise en deux.
La mitose est un mécanisme indispensable à la vie d’un organisme. Ce processus permet aux cellules de se diviser pour réparer des tissus endommagés ou pour le développement d’un organisme. Chez certains organismes, la mitose peut également être utilisée pour la reproduction asexuée.
La mitose est un processus hautement régulé qui peut entraîner une division cellulaire incontrôlée ou le cancer si elle n’est pas surveillée. Cela peut aboutir à une masse de tissu appelée une tumeur.
Terme clé: Cancer
Le cancer est un groupe de maladies qui se caractérisent par une division cellulaire incontrôlée.
Terme clé: Tumeur
Une tumeur est une masse de cellules produite par une division cellulaire incontrôlée.
Certaines tumeurs se développent localement et ne se propagent pas à d’autres parties du corps. On les appelle des tumeurs bénignes et ne sont généralement pas dangereuses. Les tumeurs malignes sont des tumeurs qui peuvent se propager dans tout le corps et se développer à un autre endroit, ce qui peut être fatal.
Le cancer est la deuxième cause de décès dans le monde et en 2018 était responsable de la mort de 9,6 millions de personnes.
Il existe de nombreuses thérapies disponibles pour traiter le cancer. Par exemple, une thérapie impliquant la nanotechnologie fait actuellement l’objet de recherches. La nanotechnologie est un domaine d’étude de minuscules particules pour des utilisations qui bénéficient l’humanité. Ces particules sont à l’échelle d’un nanomètre, compris généralement entre 1–100 nm. Pour vous donner une idée de sa taille, l’épaisseur d’un cheveu humain est de 80 000 nanomètres.
Terme clé: Nanotechnologie
La nanotechnologie est un domaine d’étude qui utilise de très petites particules à l’échelle d’un nanomètre.
Pour le traitement du cancer, la nanotechnologie est utilisée pour cibler les tumeurs. Par exemple, une entreprise a développé des nanoparticules en or plaqué qui peuvent être injectées dans la circulation sanguine, où elles circulent dans le corps et s’accumulent dans les tumeurs. Ensuite, lorsqu’un laser est utilisé, ces particules d’or sont chauffées, détruisant les cellules tumorales autour d’elles.
Les greffes de foie représente une autre application intéressante de la mitose. En général, le foie joue un rôle important dans la désintoxication de certaines molécules et produit des composés chimiques nécessaires à la digestion et à la croissance.
Les greffes de foie ne nécessitent pas toujours un foie entier, et dans certains cas, une transplantation partielle du foie est suffisante. Cela implique de ne prélever qu’une partie du foie du donneur pour l’implanter chez le receveur. Cela est dû au fait que les cellules du foie présentent un taux élevé de mitose et peuvent se remplacer à la fois chez le donneur et chez le receveur.
Récapitulons certains des points clés que nous avons couverts dans cette fiche explicative.
Points clés
- La mitose est un type de division cellulaire au cours de laquelle une cellule se divise en deux copies génétiquement identiques.
- Les cellules somatiques sont des cellules du corps qui peuvent réaliser la mitose pour réparer les lésions tissulaires ou permettre leur croissance.
- Le noyau contient des chromosomes qui se dédoublent pendant la mitose.
- Avant la mitose, les chromosomes sont copiés au cours d’une étape appelée l’interphase.
- La mitose comporte 4 étapes : la prophase, la métaphase, l’anaphase et la télophase.
- Une mitose incontrôlée peut entraîner un cancer.
