Fiche de révision : Structure de l’ADN et cycle cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Structure moléculaire de l’ADN
2. Condensation par les histones
3. Phases du cycle cellulaire
4. Contrôles du cycle cellulaire
5. MPF et régulation moléculaire
6. Déroulement de la mitose
7. Étapes finales de la mitose
8. Principes de la méiose
9. Prophase I et diversité génétique

📖 1. Structure moléculaire de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : Molécule bicaténaire organisée en double hélice dextre, formée de deux chaînes antiparallèles de nucléotides.
• Nucléotide : Constitué d’un désoxyribose, d’une base azotée et d’un groupement phosphate.

★ À maîtriser

• Les quatre bases azotées de l’ADN sont:
  • l’adénine
  • la guanine
  • la cytosine
  • la thymine

📌 L’adénine s’apparie exclusivement avec la thymine par deux liaisons, tandis que la guanine s’apparie exclusivement avec la cytosine par trois liaisons.

Compléments

• Le pas de l’hélice d’ADN est de 3,4 nm et contient 10 paires de désoxyribonucléotides distantes de 0,34 nm, tandis que son diamètre extérieur est de 2 nm.

💡 Astuce mémo

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

📖 2. Condensation par les histones

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléosome : Assemblage de huit histones autour duquel l’ADN s’enroule pour se condenser.

★ À maîtriser

📌 L’ADN sous forme de fibre nucléosomique en chapelet de perles est actif et accessible à la transcription, tandis que la fibre condensée de 30 nm est inactive et inaccessible à la machinerie transcriptionnelle.

Compléments

• L’histone H1 regroupe les nucléosomes et permet la formation de solénoïdes.

💡 Astuce mémo

L’ADN s’enroule autour de cylindres d’histones comme un fil autour de bobines.

📖 3. Phases du cycle cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle cellulaire : Ensemble des événements suivis par une cellule entre sa formation après une division et sa division en deux cellules filles.

📝 Points essentiels

• Le cycle cellulaire comprend successivement les phases G1, S, G2 et M, la phase S étant celle où la quantité d’ADN double.

📌 L’interphase regroupe les phases G1, S et G2, tandis que la mitose correspond à la phase M.

💡 Astuce mémo

G1 → S → G2 → M : grandir, synthétiser, vérifier, multiplier.

📖 4. Contrôles du cycle cellulaire

★ À maîtriser

• Les points de contrôle vérifient l’ordre des phases, l’intégrité et la réplication de l’ADN, la taille cellulaire, l’environnement et l’alignement des chromosomes avant la division.

📌 Lorsque les systèmes de réparation de l’ADN sont débordés, la cellule déclenche l’apoptose afin d’éviter la transmission d’une information génétique erronée.

Compléments

• Certaines cellules peuvent quitter le cycle et entrer en phase G0, état de quiescence dans lequel elles ne se développent plus ; le neurone y demeure définitivement.

💡 Astuce mémo

Erreur non réparée → apoptose plutôt que transmission d’un génome erroné.

📖 5. MPF et régulation moléculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• MPF : Complexe formé de la kinase Cdk1 et de la cycline B qui permet le passage de la phase G2 à la phase M.

★ À maîtriser

📌 Cdk1 est exprimée de manière permanente, tandis que l’expression de la cycline B est temporaire et cyclique.

📌 Lorsque la quantité de cycline B devient suffisante, elle s’associe à Cdk1 et forme un MPF actif ; sa dégradation rend ensuite le MPF inactif.

• Le MPF agit notamment sur: la condensation des chromosomes, l’enveloppe nucléaire, le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi, le cytosquelette, la transcription et la traduction

Compléments

📌 Le MPF active le système protéolytique de l’ubiquitine, qui dégrade la cycline B et provoque ainsi sa propre inactivation.

💡 Astuce mémo

La cycline B varie, tandis que Cdk1 reste exprimée.

📖 6. Déroulement de la mitose

📝 Points essentiels

• La mitose répartit équitablement le matériel génétique d’une cellule mère entre deux cellules filles identiques après duplication des chromosomes et du centrosome en phase S.

• 🔄 La mitose se déroule selon les phases suivantes:

  1. prophase
  2. prométaphase
  3. métaphase
  4. anaphase
  5. télophase
  6. cytocinèse

• 🔄 Pendant la prophase: la chromatine se condense en chromosomes, les centrosomes s’éloignent, le fuseau de division se forme, l’enveloppe nucléaire commence à se fragmenter

💡 Astuce mémo

Prophase → prométaphase → métaphase → anaphase → télophase → cytocinèse.

📖 7. Étapes finales de la mitose

★ À maîtriser

• Pendant la prométaphase, les microtubules kinétochoriens s’attachent d’abord à un pôle puis aux deux pôles avant de déplacer les chromosomes vers la plaque métaphasique.

📌 En métaphase, les centromères s’alignent sur le plan équatorial et un point de contrôle vérifie l’attachement correct des chromosomes au fuseau.

• En anaphase, la rupture des cohésines sépare les chromatides sœurs et la dépolymérisation des microtubules kinétochoriens les entraîne vers les pôles.

• La cytocinèse utilise un anneau contractile d’actine et de myosine pour étrangler puis cliver la cellule mère en deux cellules filles.

Compléments

• En télophase, les chromosomes se décondensent et une nouvelle enveloppe nucléaire se reforme autour de chaque lot de matériel génétique.

💡 Astuce mémo

Rupture des cohésines → séparation des chromatides → formation de deux cellules filles.

📖 8. Principes de la méiose

🔑 Notions clés & Définitions

• Méiose : Division spécialisée qui produit des gamètes haploïdes à partir d’une cellule diploïde au moyen de deux divisions successives précédées d’une seule réplication.

📝 Points essentiels

📌 La mitose transforme une cellule diploïde 2N en deux cellules diploïdes identiques, tandis que la méiose produit quatre cellules haploïdes différentes.

• La première division méiotique, dite réductionnelle, sépare les chromosomes homologues et fait passer de 2N chromosomes à N chromosomes encore constitués de deux chromatides.

• La deuxième division méiotique, dite équationnelle, sépare les chromatides des cellules haploïdes sans réplication préalable.

• La méiose aboutit à quatre cellules haploïdes différentes, ce qui contribue à la diversité du patrimoine génétique.

💡 Astuce mémo

La méiose sépare d’abord les homologues, tandis que la mitose sépare directement les chromatides.

📖 9. Prophase I et diversité génétique

★ À maîtriser

• 🔄 La prophase I comprend successivement:

  1. leptotène
  2. zygotène
  3. pachytène
  4. diplotène
  5. diacinèse

• Au pachytène, les chromosomes se condensent et des crossing-over peuvent échanger des fragments entre chromosomes homologues.

• Lors de l’anaphase I, les chromosomes homologues se séparent tandis que les deux chromatides de chaque chromosome restent associées.

Compléments

• Au leptotène, les chromosomes homologues se rapprochent, tandis qu’au zygotène se forme le complexe synaptonémal qui les relie.

• Au diplotène, le complexe synaptonémal se désassemble et les chromosomes homologues restent parfois attachés par des chiasmas correspondant aux zones de crossing-over.

💡 Astuce mémo

Leptotène → zygotène → pachytène → diplotène → diacinèse.

📊 Tableaux de synthèse

Mitose et méiose