Spé SVT 1ère - Génétique - Chapitre 1 : Le cycle cellulaire des eucaryotes

Légende alternative :

ADN en chromosomes. b-la mitose La mitose est la phase du cycle qui permet la séparation de la cellule mère en deux cellules filles. Elle se déroule selon une séquence organisée d'événements afin de garantir l'intégrité des cellules et le passage de l'information génétique. b télophase : formation d'une enveloppe nucléaire autour de l'ADN anaphase: séparation des chromatides soeurs métaphase: alignement des chromosomes prophase : deux chromatides sœurs La prophase Cette première phase de mitose finalise la phase G2: les chromosomes sont condensés, la membrane nucléaire qui les contient commence à disparaître, et les microtubules se mettent en place pour permettre le déplacement des chromosomes. microtubules (ou fuseaux) noyau se résorbant pôle schéma de la prophase, 1ère étape de la mitose schéma représentant le déroulement de la mitose pôle chromosome (In) à deux chromatides centromère rrrrrrrrrr microtubule cylindres creux constitués de tubuline, présents dans le cytoplasme de toute cellule eucaryote. Ils façonnent et soutiennent la structure de la cellule et servent de « rails » lors de la séparation des chromosomes pendant la division cellulaire. définition: 2 La métaphase Les chromosomes alignent leurs centromères le long de la plaque équatoriale ou plan équatorial de la cellule. Ils sont pour cela guidés par les microtubules. schéma de la métaphase, 2ème étape de la mitose microtubules (ou fuseaux) plaque équatoriale pôle s r r r r bere pôle centromère région de contact entre les deux chromatides d'un chromosome. f chromosomes alignés sur la plaque équatoriale. r r r r 3) L'anaphase Les centromères des chromosomes sont tirés par les microtubules aux extrémités (ou pôles) de la cellule, ce qui permet le clivage des chromosomes en deux chromatides, dites chromatides soeurs. schéma de l'anaphase, 3ème étape de la mitose 4 La télophase La membrane nucléaire se reforme dans chaque nouvelle cellule fille. Le cytoplasme se sépare : c'est la cytodiérèse. Les chromosomes peuvent à nouveau se décondenser. microtubules (ou fuseaux) L Cette phase permet donc de répartir les copies d'ADN à chacun des pôles de la cellule. schéma de la télophase, 4ème étape de la mitose plaque équatoriale pôle sillon de division chromosome (In) à une chromatide. pôle chromatine diffuse La mitose aboutit donc à la formation de deux cellules filles identiques à la cellule mère : ce sont ses clones. 2 - LA MÉTOSE : UNE DIVISION CELLULAIRE PARTICULIÈRE POUR TRANSMETTRE L'INFORMATION GÉNÉTIQUE D'UNE GENERATION A UNE AUTRE La méiose permet la création des gamètes, les cellules sexuelles (ovocytes et spermatozoïdes) pour la reproduction. Lil s'agit d'un mécanisme de double division celulare. a-la méiose 1 Pendant l'interphase, la chromatine se réarrange et les chromosomes se répliquent. Chacun d'eux prend alors la forme de deux chromatides sœurs génétiquement identiques, liées entre elles par le centromère. Prophase! Lors de la prophase I, les chromosomes homologues s'apparient (se constituent en paires). La cellule se prépare alors à subir sa première division. schéma de la prophase 1, première étape de la première division cellulaire de la méiose chromosomes (2n) fuseaux de division en formation XXX= X XX 2 Métaphase I Les paires de chromosomes homologues s'alignent de part et d'autre de la plaque équatoriale à l'aide des faisceaux de microtubules. schéma de la métaphase 1, 2éme étape de la première division cellulaire de la méiose 3) Anaphase 1 Dans la méiose I, les paires de chromosomes vont être séparées dans chaque pôle de la cellule grâce aux microtubules (alors que, , dans la mitose, ce sont les chromatides qui se séparent). (4) Télophase I tétrades alignés sur la plaque équatoriale schéma de l'anaphase 1, 3ème étape de la première division cellulaire de la méiose La répartition des chromosomes homologues à chacun de leurs pôles respectifs est maintenant complétée et un sillon de division apparaît. pôle X plaque équatoriale põle sillon de division ****** plaque équatoriale -pôle pole schéma de la télophase 1, 3ème étape de la première division cellulaire de la méiose chromosome (1n) à deux chromatides Cette première division sépare les paires de chromosomes, ce qui diminue de moitié le nombre de chromosomes. b-la méiose 2 Prophase 2 Suite à la formation des nouveaux faisceaux de microtubules, les chromosomes débutent leur migration vers l'équateur. L'enveloppe nucléaire se défait. 2 schéma de la prophase 2, première étape de la deuxième division cellulaire de la méiose Métaphase 2 Les chromosomes sont alignés sur la plaque équatoriale et les centromères des chromatides sœurs se préparent à être séparés par les microtubules. schéma de la métaphase 2, deuxième étape de la deuxième division cellulaire de la méiose * X 3 4 Anaphase 2 Les chromatides sœurs sont séparées et migrent vers des pôles opposés. schéma de l'anaphase 2, troisième étape de la deuxième division cellulaire de la méiose Télophase 2 Maintenant, les quatre cellules filles se séparent. Les enveloppes nucléaires se reforment à chacun des pôles à mesure que les sillons de division progressent. ces quatre cellules filles sont génétiquement différentes les unes des autres et haploides (les chromosomes qu'elles contiennent sont en un exemplaire chacun). on part donc d'une cellule diploide pour arriver à quatre cellules filles haploides (possédant chacune 23 chromosomes à I chromatide). 4 cellules filles 8 8 schéma de la télophase 2, quatrième étape de la deuxième division cellulaire de la méiose frreeff f f f f définitions : cellule haploide cellule possédant des chromosomes en simple exemplaire. On note n le nombre total de chromosomes qu'elle contient. cellule diploides cellule possédant un jeu double de chromosomes semblables : on parle de paires de chromosomes. On note 2n le nombre total de chromosomes qu'elle contient. équipement chromosomique de la cellule mère 4 cellules filles prophase I télophase II métaphase I 88 ^^ 8 anaphase II anaphase 1 #1 1 métaphase II schéma bilan de la méiose télophase I Y G prophase II lieu but étapes état des chromosomes de la cellule mère cellule mère état des chromosomes des cellules filles cellule fille anaphase cellules concernées nombre de cellules filles mitose dans le noyau et finalement dans toute la cellule créer deux cellules filles génétiquement identiques à partir d'une cellule mère prophase-métaphase-anaphase-télophase homologues et doubles f f diploide homologues et simples diploide séparation des chromatides somatiques 2 f définition: tableau comparatif de la mitose et la méiose méiose dans le noyau et finalement dans toute la cellule produire des gamètes génétiquement différentes -> DIVERSITÉ prophase-métaphase - anaphase-télophase x2 homologues et doubles 3- LA RÉPLICATION DE L'INFORMATION GÉNÉTIQUE diploide non homologues et simples Au cours du cycle cellulaire, avant la mitose, le phase S correspond à la duplication de l'ADN par réplication semi- conservative. Ainsi, les chromosomes acquièrent leur 2ème chromatide, strictement identique à la première. On peut alors dire que les chromosomes à 1 chromatide correspondent aux cellules en face G2. haploide 1-séparation des paires de chromosomes 2-séparation des chromatides Lors de cette phase, un complexe enzymatique, l'ADN polymérase, va ouvrir la double hélice d'ADN et permettre la synthèse d'une nouvelle molécule d'ADN par complémentarité des bases sur chacun des brins originaux. f f germinales 4 f fr ADN polymerase complexe enzymatique servant à la réplication de l'ADN dans le noyau. œil de réplication A-T T-A G-C C-C A-T T-A G-C C-C une molécule d'ADN fourche de réplication molécule d'ADN non dupliquée C schéma d'interprétation: programme génétique en cours de duplication, observation en microscopie électronique ( x 100 000 ) G T A-T T-A G-C C-G A-T A ENZYME HELICASE ADN brin matrice les 2 brins de la molécule sont séparés fourche de réplication G-C C-G A-T T-A G-C C-C A-T A G-C ADN brin néosynthétisé oeil de réplication C- brin matrice brin néoformé enzymes: ARN polymerase molécules d'ADN en cours de synthèse 95 72 ਚ Sauf erreurs de copie non corrigées par des enzymes, ce phénomène de réplication sauvegarde la séquence en nucleotides de la molécule d'ADN par copie conforme. En cas d'échec de ce système de réparation, une mutation est engendrée et sera ensuite transmise à une cellule fille lors de la mitose. 40- 65 température (Cº) A-T T-A G-C C-C A-T T-A G-C C-G dénaturation A-T T-A G-C C-G A-T T-A G-C C-C schéma de la réplication de l'ADN hybridation réplication semi-conservative élongation 2 ème cycle graphique montrant l'application biotechnologique de la réplication de l'ADN temps (min) La réaction de polymérisation en chaîne ou PCR (Polymerase Chain Reaction ) est une technique de biologie permettant la réplication d'une séquence d'ADN, afin de l'amplifier. Cette méthode a été mise au point en 1985 par Kary Mullis, qui obtint pour ces travaux le prix Nobel de chimie en 1993. Pour obtenir la réplication d'un ADN double brin, il faut agir en trois étapes constituant un cycle de PCR. 1- il faut dénaturer l'ADN pour obtenir des matrices à simple brin: c'est la dénaturation. 2- il faut ensuite borner et amorcer la réplication de la séquence à amplifier à l'aide d'amorces spécifiques : c'est l'hybridation. 3- enfin, il faut réaliser la réaction de polymérisation du brin complémentaire avec des ADN polymérases thermorésistantes. À la fin de chaque cycle, les produits sont sous forme d'ADN à double brin: c'est la polymérisation. Le cycle se répète ensuite, ce qui permet d'augmenter considérablement la quantité d'ADN. Une PCR est faite d'environ 20 à 40 cycles. mes schémas viennent de schoolmouv :)