volution et Diversit du Vivant 101 NYA05 Cours

Évolution et Diversité du Vivant (101 -NYA-05) Cours 4 (Deuxième partie) LA SCISSIPARITÉ ET LA MITOSE Bernadette Féry Hiver 2007 Source

1. La division des cellules procaryotes : la scissiparité 2. La division habituelle des cellules eucaryotes : la mitose

1. Les cellules procaryotes se reproduisent par scissiparité Division d’une bactérie en deux Définition de la scissiparité En de bonnes conditions de vie (espace, température correcte, éléments nutritifs abondants), un bactérie peut se diviser toutes les 20 minutes. Ainsi, une seule bactérie pourrait former une colonie pesant environ un million de kilogramme, en 24 heures. (extrait) Temps de génération de E Coli 20 min in vitro 3 heures in vivo Source bactéries génétiquement identiques à la bactérie mère (en deux clones). La scissiparité n’introduit pas de variabilité génétique chez les bactéries Capsule protéique descendantes. Une Membrane bactérienne molécule d’ADN «circulaire » Le chromosome «unique et circulaire» se réplique et se sépare. La bactérie s'allonge. La bactérie se divise en deux. Campbell (2 eéd. Française) — Figure

Comment cultiver des bactéries en laboratoire (in vitro) Culture par isolement d'une bactérie à la surface d'une gélose contenant du sang (mouton, cheval) montrant après 18 à 24 H à 37°C d'incubation des colonies hémolytiques. Couvercle de la boîte Boîte de Pétri contenant une gélose, un milieu nutritif à base d’agar, un extrait d’algues Anse à inoculer pour ensemencer les bactéries sur le milieu par striations Une colonie bactérienne : un amas de bactéries issues d’une seule bactérie ensemencée sur le milieu nutritif

2. La division des cellules eucaryotes se fait le plus souvent par mitose Transformation d'une cellule mère (via Définition une simple division) en deux cellules filles de la mitose ayant les mêmes chromosomes que la cellule mère. La mitose n’introduit pas de variabilité génétique chez les cellules descendantes. Elles sont des La mitose Un chromosome simple, clones. est donc dans une cellule en une division interphase équationnel Le même chromosome, le : les double (répliqué) à cellules l’interphase, avant la filles sont mitose égales à la Un chromosome cellule simple à la fin de la mère, du division et au début point de de l’interphase vue suivante génétique.

Résumé de la mitose pour une cellule à 4 chromosomes «appariables en paires» 4 chromosomes doubles 2 n = 4 MITOSE Prophase 4 chromosomes doubles 2 n = 4 2 centrosomes et 4 centrioles Métaphase 4 chromosomes simples 2 n = 4 Anaphase 1 centrosome et 2 centrioles DURANT L’INTERPHASE (Avant la mitose) Télophase et cyctocinèse 4 chromosomes simples 2 n = 4 1 centrosome et 2 centrioles 4 chromosomes simples 2 n = 4 1 centrosome

CELLULES CONCERNÉES PAR LA MITOSE (chez les animaux) Toutes les cellules du corps sauf celles qui vont subir l’autre type de division qui est la méiose. Cellules somatiques : Cellules du corps en général comme les cellules épithéliales, rénales, musculaires, les neurones… Ovogonies Spermatogonies (Dans les ovaires Cellules germinales : (Dans les «du fœtus testicules) seulement» ) Cellules dans les gonades qui se multiplient activement par mitose : les ovogonies et les spermatogonies Ce sont les cellules issues de la lignée germinale : les spermatocytes I et les ovocytes I qui subiront par la suite la méiose dans le but de produire les gamètes

Explication détaillée de la mitose AVANT LA MITOSE , À LA FIN DE L’INTERPHASE Campbell (2 eéd. Française) — Figure 12. 5 : 234 1. Durant l’interphase, le centrosome et ses centrioles ainsi que les chromosomes se répliquent. 2. Le matériel génétique apparaît sous forme de chromatine même lorsque les chromosomes se sont répliqués en chromatides soeurs.

PROPHASE 1. La chromatine se condense en chromosomes «visibles» . 2. Les nucléoles disparaissent. 3. Le fuseau de division s’installe entre les centrosomes qui s’éloignent vers leur pôle. Campbell (2 eéd. ) — Figure 12. 5 : 234

PROMÉTAPHASE 1. La membrane nucléaire se fragmente et disparaît. 2. Les fibres du fuseau envahissent le noyau. • Les fibres kinétochoriennes s’accrochent aux kinétochores des chromosomes. • Les fibres polaires se chevauchent à l’équateur de la cellule. Le kinétochore est constitué de protéines et de certaines portions d’ADN du centromère Campbell (2 eéd. ) — Figure 12. 5 : 234

MÉTAPHASE Les chromosomes s’alignent à la plaque équatoriale guidés par les fibres du fuseau. Campbell (2 eéd. ) — Figure 12. 5 : 235 Chromosome Kinétochore Centrosome Campbell (2 eéd. ) — Figure 12. 6 : Une fibre du fuseau est formée de 15 à 35 microtubules.

ANAPHASE 1. Les centromères se répliquent, libérant les chromatides sœurs. 2. Chaque chromatide (devenue un chromosome) migre vers son pôle à mesure que son microtubule kinétochorien raccourcit. 3. La cellule s’allonge par glissement et allongement de Chromosome ses fibres polaires. Chromosome en migration Pôle Région de chevaucheme nt des microtubules Campbell (1 eéd. ) — Figure 11. 9 : 229 Microtubules polaires Pôle Rétrécisseme nt de la région de chevaucheme nt des microtubules Campbell (2 e. Pôle éd. ) — Figure 12. 5 : 235 Campbell (2 eéd. ) — Figure 12. 5 : 235

TÉLOPHASE 1. Les noyaux se reforment. 2. 2. Les chromosomes reprennent l’état de chromatine. Campbell (2 eéd. ) — Figure 12. 5 : 235

APRÈS LA MITOSE , AVANT L’INTERPHASE SUIVANTE CYTOCINÈSE Le cytoplasme, et ses organites, se divise en deux parties à peu près égales. Du centre vers la périphérie grâce à une plaque cellulaire issue de vésicules Golgiennes. Du pourtour vers le centre grâce à un anneau de filaments contractiles. Cellule animale Source Cellule végétale

LES RÔLES DE LA MITOSE Reproduire les unicellulaires (amibe, paramécie, euglène…) Permettre le développeme nt embryonnaire. Permettre la croissance et la réparation des tissus. Campbell : 230 (2 eéd. ) — Figure 12. 1 Embryon humain au stade de 2 cellules Source Dans cette zone de l’extrémité d’une racine d’ail, de nombreuses mitoses permettent à la racine de croître vers des zones plus Source profondes

Différences entre la mitose animale et végétale Aster (versus centrioles) Les animaux ont (2) centrioles au cœur de leur centrosome contrairement aux végétaux. Donc, les animaux ont un aster à chaque pôle cellulaire durant la division et les végétaux n’en n’ont pas. Cellule animale Cellule végétale Cytocinèse La cytocinèse animale se fait du pourtour vers le centre grâce à un anneau de filaments contractiles qui se resserre sur la cellule en division. La cytocinèse végétale se fait du centre vers le pourtour grâce à des vésicules provenant de l’appareil de Golgi qui fusionnent pour former «la plaque cellulaire» qui s’étend graduellement vers la périphérie de la cellule en division.

Exercice Identifiez les phases sur ces cellules végétales I I I P I I M I I P I I A I I I Deux cellules venant tout juste de terminer leur cytocinèse, donc, au début de l’interphase. Les chromosomes sont encore légèrement condensés. Source

Identifiez les phases I A? I P I M I I I T I Source I I I

Identifiez les phases I I P I I A I I P M I I Source

Identifiez les phases Fin de télophase Télophase Métaphase Anaphase Prophase Métaphase Source

Identifiez les phases Source I I I Fin de T I I I I P M I I I P I I I I

Identifiez les phases sur ces cellules animales. A M T P I Source Exercice en ligne d’identification de phases de mitose

FIN DE LA DEUXIÈME PARTIE