12. P ROLIFÉRATION DES CELLULES.A SPECTS MOLÉCULAIRES ET CELLULAIRES DE LA DIVISION 373
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
et c’est lui qui, en fait, se déplace par rapport à ces
complexes lors de sa synthèse (contrairement à ce
qui a été décrit, pour des raisons de simplification). À la fin de la réplication, les deux chromosomes-frères, localisés dans la région médiane de
la cellule, se séparent puis s’éloignent l’un de
l’autre à la faveur d’une synthèse de membrane et
de paroi à ce niveau (voir plus loin). C’est la simple
extension de cette zone interchromosomique qui
constitue le mécanisme de partage de l’information génétique entre les cellules-filles. Du point de
vue cellulaire, la division bactérienne est étroitement couplée à la duplication du chromosome ; la
croissance qui se produit au cours de la vie de la
cellule conduit à un doublement de sa taille, ce qui
se traduit en général par un allongement. La partition du cytoplasme en deux moitiés égales s’effectue grâce à une cloison médiane ( septum) qui se
forme au niveau d’un repli membranaire localisé
entre les «pieds » des deux chromosomes-frères
venant de se diviser. Cette cloison fonctionne
comme un diaphragme qui se ferme progressivement, donnant ainsi naissance à deux cellules-filles
identiques possédant chacune sa propre membrane
et sa propre paroi ; la figure 2.12 montre des Bactéries en cours de division.
2.5. Duplication des chromosomes
eucaryotiques
Les mécanismes fondamentaux de la réplication
(réplication semi-conservative, fonctionnement
des fourches) sont identiques chez les Procaryotes
et les Eucaryotes, mais on observe cependant une
plus grande complexité chez les derniers. Les principales différences tiennent au fait que, chez les
Eucaryotes : 1) les molécules à répliquer sont
linéaires et beaucoup plus longues : 50 à 100 fois ;
2) l’ADN est empaqueté dans la chromatine sous
forme de nucléosomes ; 3) il existe plusieurs molécules d’ADN à répliquer au même moment.
L’étude de la réplication chez ces organismes a
bénéficié des techniques développées initialement
chez les Procaryotes, ainsi que des perfectionnements des méthodes de visualisation directe de
l’ADN en microscopie électronique (voir la technique d’ombrage métallique ; chapitre 3).
2.5.1. A NALYSE AUTORADIOGRAPHIQUE
DE LA RÉPLICATION
Le protocole présenté ici diffère légèrement de
celui décrit chez les Bactéries:on réalise en effet
deux marquages successifs in vivo, de même
durée, en employant deux solutions radioactives
d’activités spécifiques bien différentes, de sorte
que le signal observé sur les préparations autoradiographiques sera d’autant plus fort que la radioactivité est intense au niveau de l’ADN. Dans un
premier temps, on fournit ainsi aux cellules en culture un précurseur faiblement radioactif qui induira
un marquage peu intense de l’ADN, puis dans une
deuxième étape on ajoute au milieu de culture une
quantité supplémentaire de thymidine fortement
radioactive, qui marquera davantage l’ADN. Cet
artifice permet donc de repérer le temps dans une
expérience autoradiographique. Comme on
s’adresse en général à des cellules non synchrones
et dans lesquelles les différentes origines de réplication ne démarrent pas en même temps, les
images obtenues sur les préparations autoradiographiques sont beaucoup plus diverses que celles
vues chez les Bactéries.
On observe soit des yeux entièrement marqués,
soit des yeux incomplets, mais qui montrent toujours un marquage symétrique (voir figure 12.7).
Dans les yeux entiers les plus longs, qui se sont
donc ouverts dès le début de l’incubation dans le
œil de réplication ouvert pendant la seconde
période d’incubation dans le traceur radioactif
œil de réplication ouvert avant la première
période d’incubation dans le traceur radioactif
Figure 12.7
Fonctionnement bidirectionnel
des yeux de réplication eucaryotiques
Schémas illustrant la diversité des figures obtenues
après une expérience de marquage en deux temps, suivie d’une autoradiographie ; la seconde période correspond à un précurseur dont l’activité spécifique est
supérieure à celui de la première période. Seuls les grains
d’argent (en noir) sont vus sur les documents autoradiographiques.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
et c’est lui qui, en fait, se déplace par rapport à ces
complexes lors de sa synthèse (contrairement à ce
qui a été décrit, pour des raisons de simplification). À la fin de la réplication, les deux chromosomes-frères, localisés dans la région médiane de
la cellule, se séparent puis s’éloignent l’un de
l’autre à la faveur d’une synthèse de membrane et
de paroi à ce niveau (voir plus loin). C’est la simple
extension de cette zone interchromosomique qui
constitue le mécanisme de partage de l’information génétique entre les cellules-filles. Du point de
vue cellulaire, la division bactérienne est étroitement couplée à la duplication du chromosome ; la
croissance qui se produit au cours de la vie de la
cellule conduit à un doublement de sa taille, ce qui
se traduit en général par un allongement. La partition du cytoplasme en deux moitiés égales s’effectue grâce à une cloison médiane ( septum) qui se
forme au niveau d’un repli membranaire localisé
entre les «pieds » des deux chromosomes-frères
venant de se diviser. Cette cloison fonctionne
comme un diaphragme qui se ferme progressivement, donnant ainsi naissance à deux cellules-filles
identiques possédant chacune sa propre membrane
et sa propre paroi ; la figure 2.12 montre des Bactéries en cours de division.
2.5. Duplication des chromosomes
eucaryotiques
Les mécanismes fondamentaux de la réplication
(réplication semi-conservative, fonctionnement
des fourches) sont identiques chez les Procaryotes
et les Eucaryotes, mais on observe cependant une
plus grande complexité chez les derniers. Les principales différences tiennent au fait que, chez les
Eucaryotes : 1) les molécules à répliquer sont
linéaires et beaucoup plus longues : 50 à 100 fois ;
2) l’ADN est empaqueté dans la chromatine sous
forme de nucléosomes ; 3) il existe plusieurs molécules d’ADN à répliquer au même moment.
L’étude de la réplication chez ces organismes a
bénéficié des techniques développées initialement
chez les Procaryotes, ainsi que des perfectionnements des méthodes de visualisation directe de
l’ADN en microscopie électronique (voir la technique d’ombrage métallique ; chapitre 3).
2.5.1. A NALYSE AUTORADIOGRAPHIQUE
DE LA RÉPLICATION
Le protocole présenté ici diffère légèrement de
celui décrit chez les Bactéries:on réalise en effet
deux marquages successifs in vivo, de même
durée, en employant deux solutions radioactives
d’activités spécifiques bien différentes, de sorte
que le signal observé sur les préparations autoradiographiques sera d’autant plus fort que la radioactivité est intense au niveau de l’ADN. Dans un
premier temps, on fournit ainsi aux cellules en culture un précurseur faiblement radioactif qui induira
un marquage peu intense de l’ADN, puis dans une
deuxième étape on ajoute au milieu de culture une
quantité supplémentaire de thymidine fortement
radioactive, qui marquera davantage l’ADN. Cet
artifice permet donc de repérer le temps dans une
expérience autoradiographique. Comme on
s’adresse en général à des cellules non synchrones
et dans lesquelles les différentes origines de réplication ne démarrent pas en même temps, les
images obtenues sur les préparations autoradiographiques sont beaucoup plus diverses que celles
vues chez les Bactéries.
On observe soit des yeux entièrement marqués,
soit des yeux incomplets, mais qui montrent toujours un marquage symétrique (voir figure 12.7).
Dans les yeux entiers les plus longs, qui se sont
donc ouverts dès le début de l’incubation dans le
œil de réplication ouvert pendant la seconde
période d’incubation dans le traceur radioactif
œil de réplication ouvert avant la première
période d’incubation dans le traceur radioactif
Figure 12.7
Fonctionnement bidirectionnel
des yeux de réplication eucaryotiques
Schémas illustrant la diversité des figures obtenues
après une expérience de marquage en deux temps, suivie d’une autoradiographie ; la seconde période correspond à un précurseur dont l’activité spécifique est
supérieure à celui de la première période. Seuls les grains
d’argent (en noir) sont vus sur les documents autoradiographiques.