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La division cellulaire (mitose et méiose)
Fiche | Sciences et technologies
Secondaire
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La mitose et la méiose sont des processus de la division cellulaire. Elles se distinguent par le type des cellules obtenues, soit |\text{2n}| ou |\text{n}|, et par leur(s) fonction(s).
La mitose
La mitose permet d’obtenir deux cellules |\text{2n}| génétiquement identiques à la cellule mère.
La division cellulaire par mitose assure les fonctions suivantes.
La méiose
La méiose permet d’obtenir quatre cellules |\text{n}| génétiquement différentes de la cellule mère.
La division cellulaire par méiose assure la fonction suivante.
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Une cellule qui entame une division cellulaire est appelée cellule mère. Les nouvelles cellules engendrées par cette division sont appelées cellules filles.
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L’annotation |\text{2n}| réfère à l’ensemble du bagage génétique d’une cellule ou d’un noyau. Par exemple, une cellule somatique est notée |\text{2n}.|
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L’annotation |\text{n}| réfère à la moitié du bagage génétique d’une cellule ou d’un noyau. Par exemple, les gamètes humains sont notés |\text{n}.|
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Une cellule somatique humaine (|\text{2n}|) comprend 46 chromosomes.
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Un gamète humain (|\text{n}|) comprend 23 chromosomes.
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La division cellulaire est le processus par lequel une cellule se divise pour engendrer de nouvelles cellules somatiques ou des gamètes.
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Les cellules somatiques sont les cellules qui composent les tissus d’un organisme. Leur noyau comprend l’ensemble du bagage génétique. Une cellule somatique est généralement notée |\text{2n}| ou dite diploïde.
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Les gamètes sont les cellules sexuelles. Leur noyau comprend la moitié du bagage génétique. Un gamète est généralement noté |\text{n}| ou dit haploïde.
La mitose
La mitose est un processus de la division cellulaire qui permet la division du noyau d’une cellule en deux noyaux identiques.
NIMEDIA, Shutterstock.com
Avant de procéder à la mitose de son noyau, la cellule mère réplique son ADN. La mitose se produit ensuite par une succession de phases complexes où l’ADN répliqué de la cellule mère est condensé en chromosomes, puis séparé de part et d’autre de la cellule. À ce moment, deux nouveaux noyaux se forment. Ceux-ci contiennent le même bagage génétique que la cellule mère.
Vers la fin de la mitose, la séparation du cytoplasme, appelée cytocinèse, complète la division cellulaire. Finalement, deux cellules filles génétiquement identiques à la cellule mère sont formées.
Schéma simplifié de la division cellulaire par mitose
La mitose permet d’obtenir deux cellules filles |\text{2n}| génétiquement identiques à la cellule mère.
La division cellulaire par mitose remplit les fonctions suivantes.
La croissance
La croissance d’un organisme pluricellulaire (pluri- = plusieurs, cellulaire = cellule) se réalise en augmentant son nombre total de cellules. Puisque la mitose permet d’obtenir deux cellules filles à partir d’une cellule mère, chaque division cellulaire contribue à augmenter le nombre de cellules de l’organisme.
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Chez les humains, la croissance débute dès la fécondation et se poursuit jusqu’à la fin de l’adolescence. De cette façon, un adulte possède un plus grand nombre de cellules qu’un enfant.
Un enfant et un adulte
fizkes, Shutterstock.com
La régénération
Les tissus d’un organisme peuvent être abimés. Aussi, certaines cellules viennent à bout d’âge et n’arrivent plus à assurer leurs fonctions. La division cellulaire par mitose assure le remplacement des cellules trop vieilles ou endommagées.
Les os peuvent se régénérer après une fracture.
Tout dépendant du degré de la fracture, le membre peut être immobilisé dans un plâtre pour faciliter le rétablissement. Toutefois, c’est la division cellulaire des cellules osseuses qui permet de réparer l’os cassé.
Un plâtre
Konrad Mostert, Shutterstock.com
La reproduction des organismes unicellulaires
Certains organismes unicellulaires se reproduisent de façon asexuée en utilisant la division cellulaire par mitose.
Les euglènes sont des unicellulaires qui se reproduisent de façon asexuée à l’aide de la mitose.
Des euglènes observées au microscope
Lebendkulturen.de, Shutterstock.com
La méiose
La méiose est un processus de division cellulaire qui permet la formation des cellules sexuelles (gamètes).
La méiose est une division cellulaire réductrice, c’est-à-dire que le bagage génétique des cellules filles est réduit par rapport à celui de la cellule mère. En effet, la cellule mère |\text{2n}| (diploïde) produit quatre cellules filles |\text{n}| (haploïdes).
La méiose comprend deux divisions successives : la méiose I et la méiose II.
Lors de la méiose I, l’ADN répliqué de la cellule mère est condensé en chromosomes, puis séparé de part et d’autre de la cellule. Il y a ensuite une première séparation du cytoplasme appelée cytocinèse. À ce moment, deux cellules filles sont formées. Ces cellules possèdent la moitié du bagage génétique de la cellule mère et sont notées |\text{n}|. Leur bagage génétique est répliqué, donc présent en double.
Schéma simplifié de la méiose I
Lors de la méiose II, le contenu génétique des deux cellules filles se partage à nouveau de part et d’autre des cellules. Il y a finalement une dernière cytocinèse et quatre nouvelles cellules filles |\text{n}| sont formées. Leur noyau ne contient qu’une moitié du bagage génétique de la cellule mère.
Schéma simplifié de la méiose II
La division cellulaire par méiose permet d’obtenir quatre cellules filles |\text{n}| génétiquement différentes de la cellule mère.
La fonction de la méiose est la production de gamètes.
La production de gamètes
La méiose est un processus essentiel de la reproduction sexuée et elle se déroule principalement dans les gonades (testicules et ovaires).
Dans les testicules, la méiose s’amorce dès la puberté et continue tout au long de la vie. Ce processus se nomme la spermatogenèse et les gamètes obtenus sont des spermatozoïdes.
Dans les ovaires, la méiose s’amorce dès la naissance, puis se bloque jusqu’à la puberté. À ce stade, l’ovocyte n’a subi que la méiose I. La méiose II a lieu seulement s’il y a fécondation avec un spermatozoïde. Ce processus se nomme l’ovogenèse et le gamète obtenu est un ovule.
Les gamètes obtenus par la méiose sont notés |\text{n},| c’est-à-dire qu’ils ne contiennent qu’une moitié du bagage génétique. À la fécondation, les gamètes fusionnent et on obtient un zygote |\text{2n}|, car |\text{n}+\text{n}=\text{2n}.| Les portions d’ADN des deux gamètes forment le bagage génétique complet du zygote.
Si les gamètes issus de la méiose étaient déjà |\text{2n}|, à la fécondation, on obtiendrait un zygote |\text{4n}|, car |\text{2n}+\text{2n}=\text{4n}|. Ainsi, le bagage génétique des zygotes doublerait à chaque génération, ce qui n’est pas possible.