Fiche de révision : Cycle cellulaire et mitose

📋 Plan du Cours

1. Définition et rôle du cycle cellulaire
2. Phases et activité de l’interphase
3. Sorties du cycle et devenir cellulaire
4. Chromatine et chromosomes
5. Étapes de la mitose
6. Cytodiérèse et contrôle du cycle
7. Dérèglements et applications médicales

📖 1. Définition et rôle du cycle cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle cellulaire : Mécanisme de reproduction au cours duquel une cellule double son contenu, notamment ses organites et son ADN, puis se divise.

★ À maîtriser

• Selon Virchow, toute cellule provient d’une autre cellule, principe formulé en 1855.

• Le cycle cellulaire repose sur trois événements:

  • la réplication de l’ADN
  • la ségrégation des chromosomes
  • la cytodiérèse

Compléments

• La mitose a été découverte en 1879 par Flemming.

• Les exemples de cellules sont:

  • les cellules de l’épiderme
  • les cellules de la moelle osseuse
  • les cellules de l’épithélium intestinal
  • les neurones

• Environ 1 milliard de cellules sont renouvelées chaque jour.

💡 Astuce mémo

Réplication du contenu → division de la cellule

📖 2. Phases et activité de l’interphase

📝 Points essentiels

• Le cycle cellulaire comprend quatre phases ordonnées : G1, S, G2 et M.

• Les phases G1, S et G2 constituent l’interphase, tandis que la phase M correspond à la mitose.

• L’interphase représente environ 90 % du cycle et se caractérise par une forte activité métabolique ainsi que par la synthèse de protéines, d’ARN et d’ADN.

📌 En G1, les protéines et l’ARN sont synthétisés tandis que la quantité d’ADN reste inchangée ; en phase S, l’ADN est répliqué ; en G2, les protéines et l’ARN sont synthétisés tandis que l’ADN n’est plus répliqué.

• La quantité d’ADN est de $2C$ au début de l’interphase et double pour atteindre $4C$ après la phase S.

💡 Astuce mémo

G1 → S → G2 → M

📖 3. Sorties du cycle et devenir cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Phase G0 : Phase de repos correspondant à une sortie du cycle cellulaire pendant laquelle la cellule ne se divise pas.
• Apoptose : Mort cellulaire programmée permettant notamment l’élimination de cellules vieillissantes, dysfonctionnelles, dangereuses ou cancéreuses.

📝 Points essentiels

• Après G0, la cellule peut:
  • réintégrer le cycle
  • rester hors du cycle et se différencier
  • emprunter la voie de l’apoptose

💡 Astuce mémo

G0 : repos temporaire ou sortie durable vers la différenciation

📖 4. Chromatine et chromosomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatine : Association d’ADN et de protéines appelées histones.
• Centromère : Région du chromosome par laquelle celui-ci se fixe au fuseau de division.

★ À maîtriser

📌 En G1, chaque chromosome possède une chromatide, tandis qu’en G2 chaque chromosome possède deux chromatides sœurs.

Compléments

• La chromatine possède une structure en collier de perles, dans laquelle le fil représente l’ADN et les perles représentent les histones.

• Les niveaux 1 et 2 correspondent à une chromatine peu condensée et claire, tandis que le niveau 3 correspond à une chromatine plus condensée et sombre en interphase.

💡 Astuce mémo

Un collier : l’ADN forme le fil et les histones les perles

📖 5. Étapes de la mitose

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitose : Division cellulaire qui produit deux cellules filles identiques à la cellule mère et possédant le même nombre de chromosomes.

★ À maîtriser

• 🔄 Les étapes de la mitose sont:

  1. la prophase
  2. la prométaphase
  3. la métaphase
  4. l’anaphase
  5. la télophase
  6. la cytodiérèse

• Pendant la prophase, la chromatine se condense au niveau 4, le fuseau mitotique se forme, les chromosomes se séparent et les kinétochores se forment.

• Pendant la prométaphase, l’enveloppe nucléaire se rompt, les microtubules s’accrochent aux chromosomes par les kinétochores et le ou les nucléoles disparaissent.

• Pendant la métaphase, la chromatine atteint sa condensation maximale, le fuseau est complètement formé et les centromères s’alignent sur la plaque équatoriale.

• Pendant l’anaphase, le centromère se rompt et le raccourcissement des microtubules kinétochoriens entraîne la migration des chromatides sœurs vers les pôles.

Compléments

• La mitose représente environ 10 % du cycle cellulaire et dure environ 2 heures.

• Pendant la télophase, la chromatine se décondense, le fuseau se dépolymérise, l’enveloppe nucléaire se réorganise et les nucléoles réapparaissent.

💡 Astuce mémo

Prophase → prométaphase → métaphase → anaphase → télophase

📖 6. Cytodiérèse et contrôle du cycle

★ À maîtriser

📌 La caryodiérèse correspond à la division nucléaire, tandis que la cytodiérèse correspond à la division du cytoplasme.

• Les microtubules constitués de tubuline participent à la division nucléaire, tandis que les filaments d’actine participent à la division cytoplasmique.

• 🔄 La cytodiérèse comprend: le début en anaphase, la formation d’un sillon de division, la répartition égale des organites jusqu’à la télophase

Compléments

• Le centrosome forme le futur fuseau mitotique et est présent en un seul exemplaire au début de G2.

💡 Astuce mémo

Microtubules : noyau ; actine : cytoplasme

📖 7. Dérèglements et applications médicales

★ À maîtriser

• Les trois points de contrôle sont situés:

  • à la fin de G1
  • à la fin de G2
  • pendant la phase M

• Le point de contrôle de G1 vérifie: la taille cellulaire, la disponibilité des nutriments et de l’énergie, la présence de facteurs de croissance, l’intégrité de l’ADN à répliquer

📌 Le point de contrôle de G2 vérifie la duplication des organites, l’achèvement de la réplication de l’ADN et l’intégrité de l’ADN répliqué.

📌 Le point de contrôle de la phase M vérifie la fixation de tous les chromosomes au fuseau de division, notamment en métaphase.

• Les cellules tumorales peuvent échapper aux points de contrôle du cycle cellulaire et proliférer de manière incontrôlée.

📌 La mitose produit les cellules de l’organisme et renouvelle les cellules mortes, tandis que les ovules et les spermatozoïdes sont formés par une division cellulaire différente appelée méiose.

Compléments

• La colchicine bloque le fuseau de division en métaphase et est utilisée pour réaliser un caryotype, tandis que le Taxol est utilisé en chimiothérapie pour limiter la prolifération des cellules cancéreuses.

• Les rayons X, gamma et ultraviolets provoquent des lésions de l’ADN des cellules cancéreuses afin de stopper leur prolifération.

💡 Astuce mémo

Échappement aux contrôles → prolifération tumorale

📊 Tableaux de synthèse

Phases du cycle cellulaire

Contrôles du cycle cellulaire