Fiche de révision : Divisions cellulaires et transmission génétique

📋 Plan du Cours

1. Structure et complémentarité de l’ADN
2. Cycle cellulaire et quantité d’ADN
3. Condensation des chromosomes
4. Mitose et répartition génétique
5. Réplication semi-conservative de l’ADN
6. Méiose et formation des gamètes
7. Non-disjonctions et anomalies chromosomiques
8. Fuseau de division et migration

📖 1. Structure et complémentarité de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Formé d’un acide phosphorique, d’un désoxyribose et d’une base azotée.

📝 Points essentiels

• Les quatre bases azotées de l’ADN sont :
  • l’adénine (A)
  • la guanine (G)
  • la thymine (T)
  • la cytosine (C)

📌 Dans l’ADN, l’adénine s’apparie toujours avec la thymine et la guanine toujours avec la cytosine.

💡 Astuce mémo

A s’apparie avec T, tandis que G s’apparie avec C.

📖 2. Cycle cellulaire et quantité d’ADN

★ À maîtriser

• Toutes les cellules somatiques d’un organisme pluricellulaire possèdent le même caryotype et le même programme génétique que la cellule-œuf dont elles proviennent par mitoses successives.

• Le cycle cellulaire comprend quatre phases chronologiques : G1, S, G2 puis M.

• Pendant la phase S, la quantité d’ADN double de Q à 2Q par duplication.

• Pendant la phase M, la quantité d’ADN par cellule est divisée par deux lors de la division cellulaire.

Compléments

• Le caryotype humain comprend 46 chromosomes.

• En G1, la quantité d’ADN est Q et la cellule prépare la réplication en synthétisant les éléments nécessaires.

• En G2, la quantité d’ADN reste égale à 2Q et la cellule se prépare à la division.

💡 Astuce mémo

G1 prépare, S duplique, G2 prépare la division, M partage.

📖 3. Condensation des chromosomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatine : Constituée de nucléofilaments, chacun formé d’une molécule d’ADN enroulée autour de protéines cylindriques appelées nucléosomes.

• Chromatide : Une molécule d’ADN condensée.

★ À maîtriser

• Après la phase S, les deux molécules d’ADN d’un chromosome sont reliées par le centromère et constituent deux chromatides.

Compléments

• En interphase, l’ADN est décondensé et forme des filaments d’environ 2 nm d’épaisseur.

• Au début de la mitose, la condensation transforme les molécules d’ADN en chromosomes observables et facilite leur répartition dans les cellules.

💡 Astuce mémo

Décondensée, la chromatine est utilisable ; condensé, le chromosome se répartit.

📖 4. Mitose et répartition génétique

★ À maîtriser

• 🔄 La mitose comprend :

  1. la prophase
  2. la métaphase
  3. l’anaphase
  4. la télophase

• En métaphase, les chromosomes à deux chromatides s’alignent sur le plan équatorial de la cellule.

• En anaphase, le centromère se sépare et les chromatides de chaque chromosome migrent vers des pôles opposés.

• En télophase, la cellule mère se sépare en deux cellules filles ayant le même programme génétique, puis l’ADN se décondense.

Compléments

• En prophase, les molécules d’ADN se condensent sous forme de chromosomes à deux chromatides.

💡 Astuce mémo

Prophase, métaphase, anaphase, télophase : les chromatides se séparent aux pôles.

📖 5. Réplication semi-conservative de l’ADN

★ À maîtriser

• Après une réplication dans l’azote léger, l’ADN observé est intermédiaire et sa densité est de 1,717.

• Après deux réplications dans l’azote léger, on observe 50 % d’ADN léger et 50 % d’ADN intermédiaire.

📌 Les résultats de Meselson et Stahl valident le modèle semi-conservatif et réfutent les modèles conservatif et dispersif.

📌 La réplication est semi-conservative : chacun des deux brins de la molécule d’ADN initiale sert de modèle à un brin néoformé.

Compléments

• L’expérience de Meselson et Stahl consiste à cultiver des bactéries sur un milieu contenant de l’azote lourd 15N, puis à les transférer dans un milieu ne contenant que de l’azote léger.

• Lors de la réplication, les brins d’ADN se séparent et l’ADN polymérase synthétise des brins complémentaires à partir de nucléotides libres.

💡 Astuce mémo

Deux brins parentaux servent de moules à deux brins neufs.

📖 6. Méiose et formation des gamètes

🔑 Notions clés & Définitions

• Méiose : Succession de divisions au cours de laquelle une cellule diploïde à 2n chromosomes donne des cellules haploïdes à n chromosomes.

★ À maîtriser

• La fécondation rétablit la diploïdie par l’union de deux gamètes haploïdes.

• La première division de méiose, dite réductionnelle, sépare les chromosomes homologues et réduit la quantité d’ADN de 2Q à Q.

• La deuxième division de méiose, dite équationnelle, sépare les chromatides et réduit la quantité d’ADN de Q à Q/2.

Compléments

• À l’issue de la méiose, une cellule donne quatre cellules haploïdes appelées gamètes.

💡 Astuce mémo

La première division sépare les homologues ; la seconde sépare les chromatides.

📖 7. Non-disjonctions et anomalies chromosomiques

★ À maîtriser

• La non-disjonction des chromosomes homologues pendant la première division de méiose produit des gamètes dont le nombre de chromosomes est anormal.

• La non-disjonction des chromatides d’un chromosome pendant la deuxième division de méiose produit des gamètes dont le nombre de chromosomes est anormal.

Compléments

• Une non-disjonction de la paire XX lors de la première division de méiose est présentée comme une cause possible du syndrome de Turner.

💡 Astuce mémo

En méiose I, les homologues ne se séparent pas ; en méiose II, ce sont les chromatides.

📖 8. Fuseau de division et migration

★ À maîtriser

• En métaphase de mitose, les deux chromatides d’un chromosome sont connectées chacune à un pôle cellulaire différent.

• En anaphase de mitose, le raccourcissement des fibres du fuseau sépare les chromatides et entraîne leur migration vers des pôles opposés.

• En métaphase I de méiose, les chromatides d’un chromosome sont connectées au même pôle, tandis que celles du chromosome homologue sont connectées au pôle opposé.

• En anaphase I de méiose, le raccourcissement des fibres du fuseau sépare les chromosomes homologues et les entraîne vers des pôles opposés.

Compléments

• Les fibres protéiques du fuseau de division se mettent en place pendant la prophase et certaines s’attachent au centromère de chaque chromatide.

💡 Astuce mémo

Mitose : chromatides vers des pôles opposés ; méiose I : chromatides sœurs vers le même pôle.