La mitose : cycle cellulaire

1. Définition et cycle cellulaire

• La mitose est le processus de division cellulaire (du cycle cellulaire) qui aboutit à la réplication d'une cellule somatique en deux cellules filles

• Le cycle cellulaire comprend 2 grandes phases subdivisés en différentes phases :
  • Interphase (préparation à la division celluaire) :
    • Phase G₁ (Growth 1 : croissance 1)
    • Phase S (Synthèse)
    • Phase G₂ (Growth 2 : croissance 2)
  • Mitose ou Phase M (division cellulaire) :
    • Phase 1 : prophase
    • Phase 2 : prométaphase
    • Phase 3 : métaphase
    • Phase 4 : anaphase
    • Phase 5 : télophase
    • Phase 6 : Cytokinèse (ou cytodiérèse)

2. Chromosomes et chromatides

2.1 Chromosomes

• Une cellule eucaryote humaine normale comporte 46 chromosomes organisés en 23 paires de chromosomes homologues : 2n = 46
  • n : nombre de types de chromosomes (n = 23 types chromosomes)
  • 2n : les chromosomes sont par paire

• Une gamète humaine normale comporte 23 chromosomes : n = 23

2.2 Chromatides

• Chaque chromosome est constitué de chromatide représenté sous la forme d'un bâtonnet
  • c : nombre de chromatides par type de chromosome
    • 1c : 1 type de chromosome à 1 chromatide
    • 2c : 1 type de chromosome à 2 chromatides
    • 4c : 1 type de chromosome à 4 chromatides

• Cellule eucaryote humaine normale : 2n,2c = 46
  • 2n : 23 paires de chromosomes
  • 2c :
    • 1 type de chromosome (soit 2 chromosomes) comporte 2 chromatides
    • Donc chaque chromosome comporte 1 chromatide
  • 46 : 46 chromosomes

• Gamète humaine normale : 1n,1c = 23
  • 1n : pas de paire de chromosome
  • 1c :
    • 1 type de chromosome (soit 1 chromosome) comporte 1 chromatides
    • Donc chaque chromosome comporte 1 chromatide
  • 23 : 23 chromosomes

3. Interphase du cycle cellulaire

• L'interphase est composée des trois premières phases du cycle cellulaire :
  • Phase G₁ (Growth 1 : croissance 1)
  • Phase S (Synthèse)
  • Phase G₂ (Growth 2 : croissance 2)

3.1 Phase G₁ (Growth 1 : croissance 1)

• Croissance initiale de la cellule avec synthèse des protéines pour préparer la duplication de l'ADN (Acide DésoxyriboNucléique)
• 1 cellule diploïde à 2n,2c = 46 (23 paires de chromosomes à 2 chromatides)
  • 2n : 23 paires de chromosomes
  • 2c :
    • 1 type de chromosome (soit 2 chromosomes) comporte 2 chromatides
    • Donc chaque chromosome comporte 1 chromatide
  • 46 : 46 chromosomes répartis en 23 paires (n = 23 chromosomes))

3.2 Phase S (Synthèse)

• Synthèse et réplication de l'ADN (Acide DésoxyriboNucléique) : le chromosome passe de 2 chromatides (2c) à 4 chromatides (4c) qui sont assemblées au centromère

• Le centrosome de la cellule (centre directeur de l'organisation des microtubules), composé de 2 centrioles se duplique

3.3 Phase G₂ (Growth 2 : croissance 2)

• Croissance secondaire de la cellule pour préparer la division de la cellule dont l'ADN est dupliqué
• 1 cellule diploïde à 2n,4c = 46 (23 paires de chromosomes à 4 chromatides)
  • 2n : 23 paires de chromosomes
  • 4c :
    • 1 type de chromosome (soit 2 chromosomes) comporte 4 chromatides
    • Donc chaque chromosome comporte 2 chromatides, assemblées au centromère
  • 46 : 46 chromosomes répartis en 23 paires (n = 23 chromosomes))

• Le centrosome de la cellule est composé de 4 centrioles après duplication

4. Mitose du cycle cellulaire

• La mitose est la phase M du cycle cellulaire, elle comprend 6 phases :
  • Phase 1 : prophase
  • Phase 2 : prométaphase
  • Phase 3 : métaphase
  • Phase 4 : anaphase
  • Phase 5 : télophase
  • Phase 6 : Cytokinèse (ou cytodiérèse)

3.1 Prophase

• Les chromosomes s'individualisent, s'épaississent et se raccourcissent
• Chaque chromosome est constitué de deux chromatides-soeurs soudées par leur centromère (séquence d’ADN à laquelle s’attachent les protéines qui constituent le kinétochore)
• Le centrosome composé de 4 centrioles se divise en 2 centrosomes de 2 centrioles
• Les 2 centrosomes migrent vers les 2 pôles de la cellules en se repoussant mutuellement, en formant à l'aide des microtubules du cytosquelette un réseau appelé fuseau mitotique
• Les 2 centrosomes accompagnés de microtubules rayonnants constituent des asters, qui migrent vers les 2 pôles de la cellules en se repoussant mutuellement, en formant à l'aide des microtubules du cytosquelette un réseau appelé fuseau mitotique
• L’enveloppe nucléaire disparaît, les chromomes ne sont plus dans le noyaux
• Le fuseau mitotique emprisonne les chromosomes

• 1 cellule diploïde à 2n,4c = 46 (23 paires de chromosomes à 4 chromatides)
  • 2n : 23 paires de chromosomes
  • 4c :
    • 1 type de chromosome (soit 2 chromosomes) comporte 4 chromatides
    • Donc chaque chromosome comporte 2 chromatides, assemblées au centromère
  • 46 : 46 chromosomes répartis en 23 paires (n = 23 chromosomes))

3.2 Prométaphase

• Les asters polymérisent de nombreux microtubules dynamiques
• Les microtubules s’allongent en direction des chromosomes
• Les microtubules captent chaque chromosome les uns après les autres en se fixant à leur centromère kinétochore :
  • Attachement unipolaire : un des deux asters s'attache à un chrosome
  • Attachement bipolaire : les deux asters s'attache à un même chrosome
• Les chromosomes sont placés à l'équateur du fuseau lorsqu'ils sont attachés bipolairement

3.3 Métaphase

• Les chromosomes sont alignés à l'équateur de la cellule et forme la plaque métaphasique

• 1 cellule diploïde à 2n,4c = 46 (23 paires de chromosomes à 4 chromatides)
  • 2n : 23 paires de chromosomes
  • 4c :
    • 1 type de chromosome (soit 2 chromosomes) comporte 4 chromatides
    • Donc chaque chromosome comporte 2 chromatides, assemblées au centromère
  • 46 : 46 chromosomes répartis en 23 paires (n = 23 chromosomes))

3.4 Anaphase

• Les centromères kinétochores des chromosomes à 2 chromatides se séparent, ce qui forme des chromosomes à 1 chromatide
• Les chromosomes migrent vers les pôles opposés du fuseau en remontant le long des microtubules, pour former deux groupes identiques de chromosomes

3.5 Télophase

• L'enveloppe nucléaire se reforme autour de chaque groupe de chromosomes
• Le fuseau mitotique se désintègre

3.6 Cytokinèse (ou cytodiérèse)

• Un anneau de microfilaments appelé ceinture d'actine-myosine, se contracte au niveau de la jonction des deux cellules
• La cellule se sépare en deux cellules filles

3.7 Deux cellules filles

• 2 cellules diploïdes à 2n,2c = 46 (23 paires de chromosomes à 2 chromatides)
  • 2n : 23 paires de chromosomes
  • 4c :
    • 1 type de chromosome (soit 2 chromosomes) comporte 2 chromatides
    • Donc chaque chromosome comporte 2 chromatides
  • 46 : 46 chromosomes répartis en 23 paires (n = 23 chromosomes))