Partie8 :Cellule , chromosome et gêne

Partie 8 : Cellule, Chromosome et gêne

Chapitre 17 : Cycles cellulaire

Introduction :

Importance de la division cellulaire :

La multiplication du nombre des cellules (une cellule, la division cellulaire vers l’organisme) permet le renouvellement cellulaires et la conservation du patrimoine génétique.

  1. Le déroulement du cycle cellulaire

Déf : Le cycle cellulaire correspond à l’ensemble des phases par lequel une cellule passe entre deux divisions successives.

  1. Des phases du cycle cellulaire

 

Se compose de deux phases : Interphase et Mitose

Interphase : phase de croissance de la cellule, durant lequel on observe un noyau typique. Certain gène s’exprime, les protéines synthétisées permettent une augmentation régulière de la taille et de la masse de la cellule. (Voir Doc .A)

L’Interphase se divise elle-même en trois phase : phase G1 et G2. Les phases G1 et G2 sont les phases de croissance et la phase S sont la phase de la duplication de la cellule.

G0 correspond à la phase de Quiescence, elle correspond à une sortie du cycle cellulaire des cellules (les cellules ne se divisent plus mais exerce leur fonction biologique). Cette entrée et sortie du cycle des cellules pour aller en G0 se fait sous l’influence des facteurs cellulaire que l’on appelle facteur de croissance. Le cycle cellulaire est soumise a une fine régulation. Des points de contrôles sont présents à chaque phase. En fin de phase G1, le point de contrôle G1S, l’intégrité de l’ADN est contrôlé avant l’entré en phase S. En fin de phase G2, la duplication de l’ADN doit être achevé avant le passage en phase M, point de contrôle G2M.

La Mitose : phase de division cellulaire. Elle est caractérisé par l’apparition des chromosomes dans le noyau et elle se termine par la Cytodierese :Clivage de la cellule en deux cellules filles. La Mitose comporte quatre étapes succesive : Prophase, Métaphase, Anaphase et la Telophase.

Prophase :

  • Condensation de la chromatine

  • Apparition de deux Asters

  • Disparition des nucleoles

  • Début de fragmentation de la membrane nucléaire

Fin de Prophase :

  • Constitution du fuseau mitotique

  • Migration des deux asters à un pôle de la cellule

La Métaphase : Les deux asters ont migré à un pôle de la cellule et forme le fuseau mitotique. Les chromosomes attachés au microtubule par leur centromère sont aligné au centre de la cellule. On parle de plaque équatoriale. La membrane nucléaire a totalement disparue.

L’Anaphase : Séparation des chromatides sœurs des chromosomes par clivage des centromères et migration donc des chromatides à un pôle opposé de la cellule. En fin d’anaphase chaque pôle cellulaire contient quarante-six chromosomes.

Telophase : Dislocation des cellules mitotique, reconstitution de la membrane nucléaire, réaparition du nucleole et cytodierese.

Cytodierese : séparation physique des deux cellules filles, réalisé grâce à une vagination de la membrane plasmique et la formation d’un anneau contractible par les protéine du cytosquellette.

2 . Le cycle cellulaire et variation de la quantité d’ADN

Le document B présente la variation de la quantité d’ADN au cours du cycle cellulaire : quatre phases peuvent être différencié. Lors de la première phase G1, la quantité d’ADN ne varie pas et reste constant à quarante-six chromosomes. Lors de la phase S , on observe une augmentation constante de la quantité d’ADN : la cellule passe de 46 à92 chromosomes . en effet nous avions ve que c’est lors de la phase S que l’ADN est répliqué. Lors de la phase G2, la quantité d’ADN de la cellule reste également constant à 92 chromosomes. Lors de la phase M( Mitose), la quantité d’ADN diminue brutalement de 92 chromosomes, on passe à 46 chromosomes dût à la séparation de deux cellules filles.

  1. Mitose et ADN

  1. La Structure du chromosome métaphasique

Chaque chromosome est composé de deux chromatides sœurs

  1. Ultrastructure de l’ADN

Chaque chromosome est composé d’un très long brin d’hélice d’ADN portant des milers de gêne.

Pour tenir dans le noyau, cette information génétique doit être condensée. Durant l’interphase, les molécules d’ADN sont faiblement condensées :

  • Chaque Nucléosome est composé de 146 paires de base de la molécule d’ADN qui se sont enroulé par deux tours autour des huit protéines appelé la protéine histone.

  • Les nucléosomes sont régulièrement espacé et forme un nucléo filament de once nanomètre de diamètre.

  • Le nucléo filament subit ensuite un enroulement pour former une structure Solénoïde. Cette structure a un diamètre de trente nanomètre de diamètre.

Durant la Prophase, les molécules d’ADN vont se condenser de façon très importante jusqu’à former les chromosomes métaphysique.

La structure Solénoïde atteint en métaphase un diamètre de trois cent nanomètre de diamètre.

  1. Interphase et ADN

Interphase : phase pendant lequel l’ADN est dupliqué (phase S). Cette duplication se fait par un mécanisme (la Réplication).

Réplication : mécanisme au cours duquel l’ADN est synthétisé

  1. Rappel sur la structure de l’ADN

L’unité de base de la molécule d’ADN est le nucléotide. Le nucléotide est constitué d’une base azoté (Adénine, Thymine, Guanine et Cytosine). Ces nucléotides vont se polymériser pour former la molécule d’ADN polymérisé.

Deux brins d’ADN s’associent par des liaisons hydrogène entre les bases azoté : Cette association se fait également par complémentarité de base : La Thymine s’associe toujours avec Adénine et la Cytosine s’associe toujours avec la guanine. L’association des deux brins d’ADN est antiparallèle, ils ont une orientation opposée.

  1. Mécanisme de la réplication

Réplication : mécanisme au cours duquel l’ADN est synthétisé et permet à l’ADN d’être dupliqué lors de la phase  S de l' interphase. Ce mécanisme se déroule en trois étapes qui sont l'iniciation , l'élongation et la terminaison.

 

a ) Iniciation de la réplication

    Lors de l'iniciation, une enzyme , l'Hélicase vient ouvrir les deux brins d'ADN par rupture des liaison hydrogène. Il va donc former un oeil de réplication.

 

b) Elongation

 

Cette phase correspond à la synthèse d'ADN par adition de nucléotide. Lors de l'élongation , l'ADN polymérase synthétise de l'ADN par polymération de nucléotide. Cette polymération se fait dans le sens 5' vers 3'. Elle se fait par complémentarité de base entre un brin matrice et brin néoformé.

La réplication est assimétrique: Elle est continue sur l'un des brins et discontinue sur l'autre brin. Cette assymétrie est liée a une propriété de l'ADN polimérase: Elle est synthétise que de l'ADN que de 5' vers 3'. La réplication est également semi-conservative. En effet, à l'issue de ce processus , les deux molécules d'ADN résultant seront formé d'un brin matrice ou brin parental et d'un brin néoformé. La réplication est aussi un mécanisme Bidirectionel puisqu'il se fait sur les deux brins d'ADN et de manière simultanée. C'est un mécanisme fidèle puisque les molécules fille seront rigoureusement identique par la molécule d'ADN parental.

c) Terminaison:

Lorsque l'ADN polymérase arrive sur une séquence d'ADN spécifique, qu'on appelle signal de terminaison. L'ADN polimérase se décroche de l'ADN et la réplication s'arrête. Une derrière enzyme, la ligace vient lier les fragment d'ADN.

IV- Différenciation et Apoptose


        1- La différenciation:

Mécanisme par lequel une cellule va acquérir ces caractéristiques morphologique et moléculaire.
Il existe deux type de cellules souches:
                           -Cellule souche embryonnaire sont capable de se différencier en tout les types cellulaire = Cellule pluripotente
                           -Cellule souche adulte se trouve dans un type de tissus et généralement ne peuvent donner qu'un seul type de cellule.( ex: tissus musculaire donne une cellule musculaire)
        
          2- L'Apoptose:

Mort cellulaire programé. Processus par lequel une cellule déclenche son auto destruction en réponse à un signal. C'est une mort physiologique et génétiquement programé de la cellule necessaire à la survie des organisme multi cellulaire. On parle également de suicide cellulaire.

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