394 B IOLOGIE CELLULAIRE
R ÉSUMÉ
Chez les êtres unicellulaires, la division est le seul
moyen de reproduction et de colonisation des
milieux. En revanche, chez les pluricellulaires, elle
intervient de diverses manières, lors de la
construction de l’organisme (développement
embryonnaire des Animaux et des Végétaux), ou
pendant la vie de l’adulte, à travers la réparation
des tissus, la régénération et la production des
gamètes, par exemple.
La mitose est un mode de reproduction conforme
de l’information génétique chez les Eucaryotes ;
elle peut s’effectuer dans des cellules de ploïdie
quelconque. En revanche, la méiose, qui intervient
dans les processus de reproduction sexuée,
implique deux divisions successives ; elle permet
le passage d’une cellule diploïde (2n chromosomes)
à quatre cellules haploïdes (n chromosomes). Ses
conséquences sont considérables au plan génétique, car elle est une source majeure de recombinaison, via les mécanismes dits de brassage inter
et intra-chromosomique.
La transmission fidèle du message héréditaire lors
de la division repose sur la duplication de l’ADN,
qui est un processus semi-conservatif catalysé par
des ADN polymérases. Le fonctionnement de ces
enzymes dans un seul sens (5’ → 3’) implique un
mode de synthèse complexe des nouveaux brins
d’ADN et l’intervention d’un grand nombre
d’enzymes. Au niveau des yeux de réplication, la
synthèse des deux nouveaux brins d’une même
fourche s’effectue de manière très différente : le
brin précoce est allongé de façon continue à partir
de l’origine de réplication, tandis que le brin
retardé nécessite la synthèse récurrente d’amorces
d’ARN et de brins d’Okasaki qui seront ensuite
ligaturés.
La duplication de l’unique chromosome circulaire
bactérien démarre au niveau d’une seule origine et
met en œuvre un seul œil de réplication à fonctionnement bidirectionnel. Chez les Eucaryotes,
qui possèdent de longs chromosomes linéaires, il
existe plusieurs dizaines de réplicons de taille différente sur chacun d’eux, dont la mise en route
n’est pas simultanée. La mitose est le processus
propre aux Eucaryotes par lequel le matériel génétique d’une cellule est transmis, après sa duplication, aux cellules-filles. C’est sous la forme de
chromosomes condensés, mécaniquement appropriés pour être distribués sans erreur, que cette
répartition est effectuée. La condensation de
l’ADN dans ces structures résulte de la superposition de plusieurs niveaux d’organisation ; elle permet un degré de compaction d’environ 10
4
fois.
La mitose comprend cinq étapes au cours desquelles les chromosomes s’individualisent et se
partagent entre les cellules-filles au moyen d’un
système complexe appelé appareil mitotique. Chez
les cellules animales, le centrosome est un centre
organisateur d’où émergent trois sortes de microtubules : astériens, polaires et kinétochoriens. Les
deux premières catégories de fibres permettent
d’organiser l’espace cellulaire alors que les dernières assurent efficacement la séparation des
deux lots de chromosomes-frères et leur rassemblement dans chaque cellule, après la cytodiérèse.
Il existe des différences importantes entre certains
mécanismes de la division chez les Animaux et les
Végétaux, en ce qui concerne l’origine des systèmes associés au mouvement des chromosomes,
et le partage du cytoplasme. Bien que la mitose
soit une division conforme, elle peut aboutir, à travers des phénomènes de division asymétrique du
cytoplasme, à la formation de cellules ayant des
destinées différentes ; on en connaît de nombreux
exemples chez tous les pluricellulaires.
L’établissement des caryotypes, basé sur des caractères morphologiques ou biochimiques propres à
chaque chromosome, conduit à des applications
médicales importantes. Il est en effet possible
d’associer certaines anomalies chromosomiques
(souvent liées à des dysfonctionnements de la
méiose), à des syndromes plus ou moins graves
chez l’Homme. De plus, la comparaison des stocks
chromosomiques d’espèces proches permet souvent d’établir entre elles des relations phylogénétiques, comme cela a été montré dans le cas des
Primates et de la lignée humaine.
R ÉSUMÉ
Chez les êtres unicellulaires, la division est le seul
moyen de reproduction et de colonisation des
milieux. En revanche, chez les pluricellulaires, elle
intervient de diverses manières, lors de la
construction de l’organisme (développement
embryonnaire des Animaux et des Végétaux), ou
pendant la vie de l’adulte, à travers la réparation
des tissus, la régénération et la production des
gamètes, par exemple.
La mitose est un mode de reproduction conforme
de l’information génétique chez les Eucaryotes ;
elle peut s’effectuer dans des cellules de ploïdie
quelconque. En revanche, la méiose, qui intervient
dans les processus de reproduction sexuée,
implique deux divisions successives ; elle permet
le passage d’une cellule diploïde (2n chromosomes)
à quatre cellules haploïdes (n chromosomes). Ses
conséquences sont considérables au plan génétique, car elle est une source majeure de recombinaison, via les mécanismes dits de brassage inter
et intra-chromosomique.
La transmission fidèle du message héréditaire lors
de la division repose sur la duplication de l’ADN,
qui est un processus semi-conservatif catalysé par
des ADN polymérases. Le fonctionnement de ces
enzymes dans un seul sens (5’ → 3’) implique un
mode de synthèse complexe des nouveaux brins
d’ADN et l’intervention d’un grand nombre
d’enzymes. Au niveau des yeux de réplication, la
synthèse des deux nouveaux brins d’une même
fourche s’effectue de manière très différente : le
brin précoce est allongé de façon continue à partir
de l’origine de réplication, tandis que le brin
retardé nécessite la synthèse récurrente d’amorces
d’ARN et de brins d’Okasaki qui seront ensuite
ligaturés.
La duplication de l’unique chromosome circulaire
bactérien démarre au niveau d’une seule origine et
met en œuvre un seul œil de réplication à fonctionnement bidirectionnel. Chez les Eucaryotes,
qui possèdent de longs chromosomes linéaires, il
existe plusieurs dizaines de réplicons de taille différente sur chacun d’eux, dont la mise en route
n’est pas simultanée. La mitose est le processus
propre aux Eucaryotes par lequel le matériel génétique d’une cellule est transmis, après sa duplication, aux cellules-filles. C’est sous la forme de
chromosomes condensés, mécaniquement appropriés pour être distribués sans erreur, que cette
répartition est effectuée. La condensation de
l’ADN dans ces structures résulte de la superposition de plusieurs niveaux d’organisation ; elle permet un degré de compaction d’environ 10
4
fois.
La mitose comprend cinq étapes au cours desquelles les chromosomes s’individualisent et se
partagent entre les cellules-filles au moyen d’un
système complexe appelé appareil mitotique. Chez
les cellules animales, le centrosome est un centre
organisateur d’où émergent trois sortes de microtubules : astériens, polaires et kinétochoriens. Les
deux premières catégories de fibres permettent
d’organiser l’espace cellulaire alors que les dernières assurent efficacement la séparation des
deux lots de chromosomes-frères et leur rassemblement dans chaque cellule, après la cytodiérèse.
Il existe des différences importantes entre certains
mécanismes de la division chez les Animaux et les
Végétaux, en ce qui concerne l’origine des systèmes associés au mouvement des chromosomes,
et le partage du cytoplasme. Bien que la mitose
soit une division conforme, elle peut aboutir, à travers des phénomènes de division asymétrique du
cytoplasme, à la formation de cellules ayant des
destinées différentes ; on en connaît de nombreux
exemples chez tous les pluricellulaires.
L’établissement des caryotypes, basé sur des caractères morphologiques ou biochimiques propres à
chaque chromosome, conduit à des applications
médicales importantes. Il est en effet possible
d’associer certaines anomalies chromosomiques
(souvent liées à des dysfonctionnements de la
méiose), à des syndromes plus ou moins graves
chez l’Homme. De plus, la comparaison des stocks
chromosomiques d’espèces proches permet souvent d’établir entre elles des relations phylogénétiques, comme cela a été montré dans le cas des
Primates et de la lignée humaine.