262 DeUXiÈMe partie La cellule
ce sont les cellules reproductrices, issues de la méiose, qui en
contiennent 23.) La fécondation ramène le nombre de chromosomes à 46. Au chapitre 13, nous examinerons de plus
près le rôle de la méiose dans la reproduction et l’hérédité.
Pour l’instant, penchons-nous sur la mitose et sur l’ensemble
du cycle cellulaire chez les Eucaryotes.
retour sur le ConCept 12.1
1. Combien y a-t-il de chromatides dans un chromosome dédoublé ?
2.
et sI ?
Les cellules somatiques du poulet possèdent 78 chromosomes. Combien de chromosomes
le poulet hérite-t-il de chaque parent ? Combien de
chromosomes y a-t-il dans chaque gamète de poulet ?
Combien de chromosomes y a-t-il dans chaque
cellule somatique de la progéniture du poulet ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
12.2
La phase mitotique alterne avec
l’interphase au cours du cycle cellulaire
En 1882, l’anatomiste allemand Walther Flemming a mis au
point un colorant qui lui a permis d’observer pour la première
fois le comportement des chromosomes durant la mitose et
la cytocinèse chez des embryons de salamandre. (En fait, c’est
Walther Flemming qui a inventé les termes mitose et chromatine.) Durant l’intervalle séparant une division cellulaire de la
division cellulaire suivante, Flemming a cru que la cellule ne
faisait que croître. Toutefois, on sait aujourd’hui qu’un certain nombre d’événements critiques ont lieu durant ce stade
de développement de la cellule.
Les phases du cycle cellulaire
Le cycle cellulaire se définit comme le processus correspondant à la vie d’une cellule, depuis sa formation par division
de la cellule mère jusqu’à la fin de sa propre division en deux
cellules filles. La mitose ne constitue qu’une étape de ce processus (figure 12.6). En fait, la phase M (pour « mitose »), qui
comprend la mitose et la cytocinèse, est l’étape la plus courte
du cycle cellulaire. Elle alterne avec une période de croissance
cellulaire appelée interphase, une étape beaucoup plus longue
représentant généralement 90 % de la durée du cycle. Pendant
l’interphase, la cellule croît et copie ses chromosomes en préparation de la division cellulaire. On subdivise l’interphase
en trois périodes de croissance, soit, dans l’ordre, la phase G 1
(G pour gap ou intervalle sans synthèse d’ADN), la phase S
(S pour « synthèse d’ADN ») et la phase G 2 . Durant ces trois
phases, la cellule croît en synthétisant des protéines et en produisant des organites cytoplasmiques, comme les mitochondries
et le réticulum endoplasmique. La réplication des chromosomes
n’a toutefois lieu que pendant la phase S (nous reviendrons
sur la synthèse de l’ADN au chapitre 16). En somme, la cellule croît (G 1 ), copie ses chromosomes tout en continuant de
croître (S), finit de se préparer pour la division cellulaire sans
cesser de croître (G 2 ) et, enfin, se divise (M). Les cellules filles
peuvent ensuite répéter le cycle.
Une cellule humaine type peut se diviser une fois en
24 heures. La phase M dure moins d’une heure, tandis que la
phase S prend environ de 10 à 12 heures, c’est-à-dire presque
la moitié du cycle. Les phases G 1 et G 2 occupent le reste du
temps. La phase G 2 prend habituellement de 4 à 6 heures ;
dans notre exemple, G 1 dure environ de 5 à 6 heures. La
phase G 1 a la durée la plus variable dans les différents types
de cellules. La durée du cycle cellulaire et la localisation relative des différentes phases dans le cycle varient considérablement d’une espèce à l’autre et d’un type de cellules à l’autre
(embryonnaires ou adultes par exemple). Certaines cellules
d’un organisme multicellulaire se divisent rarement ou ne se
divisent pas du tout ; elles restent en phase G 1 (ou dans une
phase reliée appelée phase G 0 ) pour accomplir leur travail
dans l’organisme – par exemple, transmettre des signaux
dans le cas d’une cellule nerveuse.
Les films en accéléré montrant des cellules en cours de
division révèlent que la mitose et la cytocinèse représentent un
ensemble de changements ininterrompus. Pour les besoins de
la description, toutefois, on subdivise la mitose en cinq phases :
la prophase, la prométaphase, la métaphase, l’anaphase
et la télophase. La cytocinèse chevauche les dernières étapes
de la mitose et la termine. La figure 12.7, aux deux pages
suivantes, montre les détails de ces phases dans une cellule
m Figure 12.6 Le cycle cellulaire. Dans une cellule en voie de division,
la phase mitotique (M) alterne avec l’interphase, ou période de croissance.
La première partie de l’interphase s’appelle G 1 . Elle correspond à une phase
de croissance. Elle est suivie de la phase S, au cours de laquelle se produisent
la réplication des chromosomes et une croissance cellulaire. Puis vient la
dernière partie de l’interphase, la phase G 2 . Pendant celle-ci, la croissance
se poursuit. À l’interphase succède la mitose, qui divise le noyau de la cellule
mère et répartit les chromosomes entre les noyaux fils. Enfin, la cytocinèse
divise le cytoplasme, produisant deux cellules filles. Les durées relatives
de G 1 , S, et G 2 peuvent varier.
C y t o c i n è s e
M
i t o s e
G 1
G 2
S
(synthèse d’ADN)
P H A S E M
(M IT O S E )
INTERPHASE
ce sont les cellules reproductrices, issues de la méiose, qui en
contiennent 23.) La fécondation ramène le nombre de chromosomes à 46. Au chapitre 13, nous examinerons de plus
près le rôle de la méiose dans la reproduction et l’hérédité.
Pour l’instant, penchons-nous sur la mitose et sur l’ensemble
du cycle cellulaire chez les Eucaryotes.
retour sur le ConCept 12.1
1. Combien y a-t-il de chromatides dans un chromosome dédoublé ?
2.
et sI ?
Les cellules somatiques du poulet possèdent 78 chromosomes. Combien de chromosomes
le poulet hérite-t-il de chaque parent ? Combien de
chromosomes y a-t-il dans chaque gamète de poulet ?
Combien de chromosomes y a-t-il dans chaque
cellule somatique de la progéniture du poulet ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
12.2
La phase mitotique alterne avec
l’interphase au cours du cycle cellulaire
En 1882, l’anatomiste allemand Walther Flemming a mis au
point un colorant qui lui a permis d’observer pour la première
fois le comportement des chromosomes durant la mitose et
la cytocinèse chez des embryons de salamandre. (En fait, c’est
Walther Flemming qui a inventé les termes mitose et chromatine.) Durant l’intervalle séparant une division cellulaire de la
division cellulaire suivante, Flemming a cru que la cellule ne
faisait que croître. Toutefois, on sait aujourd’hui qu’un certain nombre d’événements critiques ont lieu durant ce stade
de développement de la cellule.
Les phases du cycle cellulaire
Le cycle cellulaire se définit comme le processus correspondant à la vie d’une cellule, depuis sa formation par division
de la cellule mère jusqu’à la fin de sa propre division en deux
cellules filles. La mitose ne constitue qu’une étape de ce processus (figure 12.6). En fait, la phase M (pour « mitose »), qui
comprend la mitose et la cytocinèse, est l’étape la plus courte
du cycle cellulaire. Elle alterne avec une période de croissance
cellulaire appelée interphase, une étape beaucoup plus longue
représentant généralement 90 % de la durée du cycle. Pendant
l’interphase, la cellule croît et copie ses chromosomes en préparation de la division cellulaire. On subdivise l’interphase
en trois périodes de croissance, soit, dans l’ordre, la phase G 1
(G pour gap ou intervalle sans synthèse d’ADN), la phase S
(S pour « synthèse d’ADN ») et la phase G 2 . Durant ces trois
phases, la cellule croît en synthétisant des protéines et en produisant des organites cytoplasmiques, comme les mitochondries
et le réticulum endoplasmique. La réplication des chromosomes
n’a toutefois lieu que pendant la phase S (nous reviendrons
sur la synthèse de l’ADN au chapitre 16). En somme, la cellule croît (G 1 ), copie ses chromosomes tout en continuant de
croître (S), finit de se préparer pour la division cellulaire sans
cesser de croître (G 2 ) et, enfin, se divise (M). Les cellules filles
peuvent ensuite répéter le cycle.
Une cellule humaine type peut se diviser une fois en
24 heures. La phase M dure moins d’une heure, tandis que la
phase S prend environ de 10 à 12 heures, c’est-à-dire presque
la moitié du cycle. Les phases G 1 et G 2 occupent le reste du
temps. La phase G 2 prend habituellement de 4 à 6 heures ;
dans notre exemple, G 1 dure environ de 5 à 6 heures. La
phase G 1 a la durée la plus variable dans les différents types
de cellules. La durée du cycle cellulaire et la localisation relative des différentes phases dans le cycle varient considérablement d’une espèce à l’autre et d’un type de cellules à l’autre
(embryonnaires ou adultes par exemple). Certaines cellules
d’un organisme multicellulaire se divisent rarement ou ne se
divisent pas du tout ; elles restent en phase G 1 (ou dans une
phase reliée appelée phase G 0 ) pour accomplir leur travail
dans l’organisme – par exemple, transmettre des signaux
dans le cas d’une cellule nerveuse.
Les films en accéléré montrant des cellules en cours de
division révèlent que la mitose et la cytocinèse représentent un
ensemble de changements ininterrompus. Pour les besoins de
la description, toutefois, on subdivise la mitose en cinq phases :
la prophase, la prométaphase, la métaphase, l’anaphase
et la télophase. La cytocinèse chevauche les dernières étapes
de la mitose et la termine. La figure 12.7, aux deux pages
suivantes, montre les détails de ces phases dans une cellule
m Figure 12.6 Le cycle cellulaire. Dans une cellule en voie de division,
la phase mitotique (M) alterne avec l’interphase, ou période de croissance.
La première partie de l’interphase s’appelle G 1 . Elle correspond à une phase
de croissance. Elle est suivie de la phase S, au cours de laquelle se produisent
la réplication des chromosomes et une croissance cellulaire. Puis vient la
dernière partie de l’interphase, la phase G 2 . Pendant celle-ci, la croissance
se poursuit. À l’interphase succède la mitose, qui divise le noyau de la cellule
mère et répartit les chromosomes entre les noyaux fils. Enfin, la cytocinèse
divise le cytoplasme, produisant deux cellules filles. Les durées relatives
de G 1 , S, et G 2 peuvent varier.
C y t o c i n è s e
M
i t o s e
G 1
G 2
S
(synthèse d’ADN)
P H A S E M
(M IT O S E )
INTERPHASE