« Toute cellule provient forcément d’une cellule ancestrale »
Travaux pratiques
Variation du nombre de chromosomes au cours d’un cycle de vie
Introduction
Le patrimoine génétique peut se transmettre au sein d’un même individu ou d’un individu à la ses enfants.
Dans le 1er cas, la totalité du patrimoine génétique doit être transmis. Une cellule à 46 chromosomes en donne 2 à 46 chromosomes.
Dans le 2e, seule la moitié doit être transmise. Une cellule à 46 chromosomes en donne 2 à 23 chromosomes.
Dans les deux cas, la cellule se divise.
Problématique : Comment peut-on expliquer qu’une division (la mitose) puisse donner 2 cellules identiques alors qu’une autre division (la méiose) donnera 2 cellules avec deux fois moins de chromosomes ?
1-2 types de divisions aux objectifs différents
Au cours de la vie d’un individu, les cellules se divisent pour renouveler les cellules d’un organe.
Ce processus est appelé mitose.
a-La mitose:
Au cours de la mitose, les chromosomes s’alignent au centre de la cellule.
Les chromatides se séparent en deux lots.
Chaque lot sera composé de 46 chromatides soit de 46 chromosomes.
La mitose participe à la transmission d’un patrimoine génétique identique entre la cellule-mère et les cellules filles.
En revanche, les cellules des testicules et des ovaires se divisent selon un processus appelé méiose.
Voir une animation sur la mitose:
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/mitosis.html
b-La méiose
Une division pour fabriquer des cellules reproductrices ayant deux fois moins de chromosomes: comment est-ce possible ?
Activité: Classez dans l’ordre ces différentes photos de méiose
La méiose conduit à la production de spermatozoïdes et d’ovules à 23 chromosomes.
Pour arriver à ce chiffre, la première division de méiose sépare des paires de chromosomes.
C’est la différence majeure entre mitose et méiose.
La deuxième division de méiose sépare les chromatides mais comme il n’y a plus de 23 chromosomes, alors les cellules-filles seront pourvues de 23 chromatides.
Voir une animation sur la méiose:
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/meiosis.html
2-Un nécessaire emballage de l’ADN
L’ADN est enroulé autour d’un squelette protéique de chromosome.
Ainsi, tout l’ADN peut voyager avec le chromosome.
Les chromosome peuvent être vus comme des valises à ADN.
Par conséquent, avant toute division cellulaire, la quantité d’ADN doit nécessairement doubler: c’est la réplication de l’ADN.
3-Des divisions qui s’inscrivent dans un cycle de vie de la cellule
Réplication de l’ADN = photocopie à l’identique de la molécule d’ADN
Variation de la quantité d’ADN avant la mitose
Variation de la quantité d’ADN avant une méiose
Les eucaryotes sont des organismes dont les cellules possèdent un noyau.
La vie d’une cellule se résume à ce que l’on appelle un cycle cellulaire.
Un cycle cellulaire est une succession de phases : G1/S/G2/M
- Durant la phase G1, la cellule vit la vie pour laquelle est spécialisée.
- Puis, pour différentes raisons, elle décide de se diviser. Pour cela elle doit doubler son stock d’ADN doit doubler afin qu’aucune information ne soit perdue.
- Le doublement du stock d’ADN a lieu pendant la phase S dite de réplication.
Graphique montrant la variation de la quantité d’ADN avant et après la mitose
- L’ADN est une longue molécule qui peut se condenser sur elle-même. On voit alors apparaître des corps colorés, traduction du mot chromosome. Ceci se fait lors de la phase G2.
- Les chromosomes sont des structures que possèdent toutes les cellules eucaryotes.
- Un chromosome en dehors de toutes division cellulaire ne possède qu’une seule chromatide, c’est-à-dire qu’une seule molécule d’ADN.
- Avant une division cellulaire, chaque chromosome à une seule chromatide est dupliqué. Il forme alors une structure à deux chromatides identiques associées par un centromère.
- Lors de la mitose, ou phase M, chaque chromosome s’aligne l’un sous l’autre à l’équateur de la cellule.
- Puis chaque centromère se coupe et chaque chromatide rejoint un pôle opposé de la cellule.
Le résultat : une cellule à 46 chromosomes à deux chromatides donne deux cellules à 46 chromosomes à une chromatide.
Les chromosomes peuvent être considérés comme des valises à information génétique. Ils permettent de transporter cette information de la cellule mère aux deux cellules-filles.
Conclusion (à retenir… pour l’an prochain!)
C’est donc le comportement physique des chromosomes en métaphase qui explique que deux cellules issues de la mitose soient identiques alors que deux cellules issues de la méiose possèdent deux fois moins de chromosomes.
Testez-vous !
Synthèse
