Fiche de révision : Cycle cellulaire et mitose

📋 Plan du Cours

1. Organisation de l’ADN en chromosome
2. Homologues et chromatides sœurs
3. Centromère, cohésines et kinétochores
4. Centrosomes et fuseau mitotique
5. Phases du cycle cellulaire
6. Étapes et contrôle de la mitose
7. Origines historiques de la mitose

📖 1. Organisation de l’ADN en chromosome

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléosome : Unité de base de la chromatine, constituée d’ADN enroulé autour d’un octamère de huit histones.
• Chromatine : Complexe formé d’ADN et de protéines, principalement des histones, qui constitue le matériau des chromosomes et dont le niveau de condensation varie au cours du cycle cellulaire.
• Chromosome : Structure constituée de chromatine, présente tout au long du cycle cellulaire et fortement condensée et individualisable pendant la division cellulaire.
• Histones : Protéines associées à l’ADN, notamment H2A, H2B, H3 et H4, qui participent à son organisation et à sa compaction.

💡 Astuce mémo

ADN → nucléosomes → chromatine → chromosome

📖 2. Homologues et chromatides sœurs

★ À maîtriser

📌 Les chromosomes homologues sont les deux chromosomes d’une même paire, l’un maternel et l’autre paternel, tandis que les chromatides sœurs sont les deux copies d’un même chromosome produites par réplication de l’ADN en phase S.

• Les chromosomes homologues se séparent en méiose I, tandis que les chromatides sœurs se séparent en mitose et en méiose II.

Compléments

• Les chromosomes homologues portent les mêmes gènes aux mêmes locus, mais leurs allèles peuvent être différents.

💡 Astuce mémo

Homologues : maternel/paternel ; sœurs : copies répliquées

📖 3. Centromère, cohésines et kinétochores

🔑 Notions clés & Définitions

• Centromère : Région spécialisée du chromosome contenant principalement de l’ADN α-satellite chez l’Homme, des nucléosomes et des protéines centromériques telles que le CCAN.
• Cohésines : Complexes protéiques en anneau associés aux chromatides sœurs après la réplication et qui les maintiennent ensemble jusqu’à leur séparation, au plus tard à l’anaphase.
• Kinétochores : Complexes multiprotéiques assemblés au niveau du centromère de chaque chromatide pendant la division cellulaire, qui attachent les chromosomes aux microtubules du fuseau et permettent leur ségrégation.

📝 Points essentiels

• Les types de chromosomes du caryotype humain masculin normal sont:
  • métacentriques : 1, 3
  • submétacentriques : 2, X
  • acrocentriques : 13, Y
  • télocentriques : aucun chez l’Homme

💡 Astuce mémo

Centromère = région ; kinétochore = attache ; cohésine = maintien

📖 4. Centrosomes et fuseau mitotique

🔑 Notions clés & Définitions

• Centrosome : Organite non membrané formé de deux centrioles, une mère et une fille, associés au matériel péricentriolaire.

📝 Points essentiels

• Dans les cellules animales, le centrosome est dupliqué pendant l’interphase, puis les deux centrosomes se séparent vers les pôles opposés à l’entrée en mitose.

📌 Le centrosome est le principal centre organisateur des microtubules et participe à la formation et à l’organisation du fuseau mitotique.

💡 Astuce mémo

Duplication des centrosomes → pôles opposés → fuseau mitotique

📖 5. Phases du cycle cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• G0 : État de quiescence dans lequel la cellule reste active mais se trouve hors du cycle cellulaire.

★ À maîtriser

• Le cycle cellulaire comprend l’interphase, composée des phases G1, S et G2, puis la phase M, qui comprend la division cellulaire.

• La phase G1 dure 6 à 12 heures et correspond à la croissance et à l’activité cellulaire.

• La phase S dure 6 à 8 heures et correspond à la réplication de l’ADN.

• Pendant la phase S, le nombre de chromosomes ne change pas, mais la quantité d’ADN double : une cellule 2n = 4 passe de 4 chromosomes et 4 chromatides à 4 chromosomes et 8 chromatides.

Compléments

• La phase G2 dure 3 à 4 heures et prépare la cellule à la division, tandis que la phase M dure environ 1 heure.

💡 Astuce mémo

G1 : croissance → S : réplication → G2 : préparation → M : division

📖 6. Étapes et contrôle de la mitose

★ À maîtriser

• La mitose répartit équitablement le matériel génétique en cinq étapes successives et conserve le nombre de chromosomes.

• En prophase, la chromatine se condense en chromosomes visibles à deux chromatides, les centrosomes commencent à s’éloigner vers les pôles et le fuseau mitotique commence à se former.

• En prométaphase, l’enveloppe nucléaire se rompt, les centrosomes atteignent les deux pôles et les kinétochores s’attachent aux microtubules du fuseau.

• En métaphase, les chromosomes condensés à deux chromatides sœurs s’alignent sur la plaque métaphasique et leurs kinétochores sont attachés aux microtubules provenant des pôles opposés.

• En anaphase, les cohésines sont clivées au niveau du centromère, les chromatides sœurs deviennent des chromosomes indépendants et migrent vers les pôles opposés.

• En télophase, les chromosomes arrivés aux pôles commencent à se décondenser, une enveloppe nucléaire se reforme autour de chaque lot, le nucléole réapparaît et le fuseau se désassemble.

• Les cellules somatiques se divisent pour assurer la croissance, le renouvellement et la réparation des tissus, et une mitose produit deux cellules filles génétiquement identiques conservant la ploïdie 2n et possédant 2C d’ADN chacune.

• Les trois points de contrôle sont:

  • G1/S : intégrité de l’ADN et conditions de réplication
  • G2/M : réplication terminée et correcte
  • métaphase : attachement correct des chromosomes au fuseau

📌 Lorsqu’une anomalie est détectée, le cycle s’arrête ; si une réparation est possible, il reprend, tandis que des dommages persistants entraînent la sénescence et des dommages trop importants entraînent l’apoptose.

Compléments

📌 La cytocinèse sépare les deux cellules filles après la division du matériel génétique.

💡 Astuce mémo

Prophase → prométaphase → métaphase → anaphase → télophase

📖 7. Origines historiques de la mitose

📝 Points essentiels

• Walther Flemming, biologiste et anatomiste, a décrit en détail les étapes de la division cellulaire à partir d’observations d’embryons de salamandre et a montré que les chromosomes se condensent, s’alignent puis se séparent.

• En 1882, Walther Flemming introduit le terme « mitose », du grec mitos signifiant « fil », en référence à l’aspect filamenteux des chromosomes observés pendant la division cellulaire. — Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung

📊 Tableaux de synthèse

Homologues et chromatides sœurs