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Les phases de la mitose (notions avancées)
Fiche | Sciences et technologies
Secondaire
3
Les notions abordées dans cette fiche dépassent celles qui sont vues au secondaire. Il s’agit d’un complément pour les personnes curieuses d’en savoir plus. Pour les notions vues en 3e secondaire, c’est par ici.
Le cycle cellulaire
Le cycle cellulaire débute à la naissance de la cellule et se termine à la fin de sa division cellulaire. La cellule subit plusieurs changements qui sont regroupés en 3 grandes étapes.
Les différentes organisations de l’ADN lors du cycle cellulaire
Voici les différentes formes que prend l’ADN d’une cellule diploïde humaine au cours du cycle cellulaire.
| Forme de l’ADN | Description | Étapes du cycle cellulaire ou phases de la mitose |
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L’ADN, associé à des protéines, se trouve sous forme de filaments à l’intérieur du noyau. La chromatine est la forme que prend l’ADN lorsque la cellule n’est pas en mitose. Il y a généralement 46 filaments de chromatine. |
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L’ADN est sous forme de filaments dans le noyau, mais sa quantité est doublée, car la cellule se prépare pour la mitose. Il s’agit de la chromatine répliquée. Les 46 filaments de chromatine se répliquent pour en obtenir 92. |
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Les filaments de chromatine répliquée s’enroulent et se condensent pour former des chromosomes composés de 2 chromatides sœurs. Celles-ci sont génétiquement identiques. Les 92 filaments de chromatine s’organisent en 46 chromosomes (46 paires de chromatides sœurs). Dans la région centromérique, aussi appelée le centromère, les chromatides sœurs sont liées par 2 kinétochores. C’est grâce à eux que le chromosome prend une forme de X. Cette forme est bien visible au microscope optique lors des premières phases de la mitose. |
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Les chromatides individuelles sont visibles au microscope lors des dernières phases de la mitose. Les 46 paires de chromatides sœurs se séparent pour obtenir 92 chromatides individuelles. À partir de ces 92 chromosomes, 2 noyaux seront formés contenant 46 chromosomes chacun, soit le bagage génétique d’une cellule diploïde. |
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En lisant les informations du tableau précédent, il faut porter attention à la différence entre chromatine et chromatide.
L'interphase
L’interphase est la phase la plus longue du cycle cellulaire et elle précède la mitose.
La période de l’interphase est elle-même divisée en 3 phases : G1, S et G2.
| Phase de l’interphase | Description |
|---|---|
| G1 | La phase G1 est une période de croissance. La cellule maintient ses structures, produit de nouveaux organites et remplit ses fonctions métaboliques spécifiques. À ce stade, l’ADN de la cellule est organisé en chromatine. C’est aussi lors de la phase G1 que la duplication des centrioles est initiée dans le cytoplasme. |
| S | La phase S est la période où chaque filament de chromatine dans le noyau se réplique. Les centrioles poursuivent leur processus de duplication dans le cytoplasme. La croissance de la cellule se poursuit. |
| G2 | La phase G2 est une courte période de croissance. La production d’organites se poursuit et la duplication des centrioles se termine. Il s’agit de la dernière phase avant que la cellule entre en mitose. |
La mitose
La mitose est un processus de la division cellulaire qui permet la division du noyau d’une cellule en 2 noyaux diploïdes génétiquement identiques.
La mitose suit l’interphase et précède la cytocinèse dans le cycle cellulaire d’une cellule.
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La mitose comprend 5 phases. De plus, il n’y a pas de pause entre les phases de la mitose, il s’agit d’un processus continu.
Remarque : La prométaphase est généralement incluse avec la prophase dans la plupart des manuels scolaires.
Les structures cellulaires impliquées dans la mitose
Le noyau, l’enveloppe nucléaire, les centrosomes, les centrioles et les microtubules sont les principales structures cellulaires impliquées dans la mitose.
| Structures | Descriptions |
|---|---|
| Le noyau | Le noyau contient, entre autres, l’ADN de la cellule. Il est entouré de l’enveloppe nucléaire. C’est dans le noyau que se produit la réplication de l’ADN lors de la phase S de l’interphase. C’est aussi à l’intérieur du noyau que la chromatine répliquée se condense en chromosomes (chromatides sœurs) lors de la prophase. |
| L’enveloppe nucléaire | L’enveloppe nucléaire est une membrane qui sépare le contenu du noyau et le cytoplasme de la cellule. Elle se désagrège lors de la prométaphase et se reconstruit lors de la télophase. |
| Les centrosomes et les centrioles | Le centrosome est un organite qui organise les microtubules lors de la métaphase et facilite le déplacement des chromatides lors de l’anaphase. Chaque centrosome comprend une paire de centrioles. Le centrosome se duplique lors de l’interphase (2 centrosomes = 4 centrioles). Les centrioles ont la forme de petits bâtonnets disposés perpendiculairement. |
| Les microtubules | Les microtubules sont des filaments creux qui se forment dans le cytoplasme et qui s’organisent en faisceaux. Leur rôle est d’aligner les chromosomes (chromatides sœurs) au centre de la cellule lors de la métaphase et de transporter les chromatides individuelles vers chaque pôle de la cellule lors de l’anaphase. |
La prophase
La prophase est la première phase de la mitose.
La prophase est la première phase.
Voici les principaux changements subis par la cellule lors de la prophase.
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Les filaments de chromatine répliquée se condensent pour former des paires de chromatides sœurs. Les chromatides sœurs d’une paire sont jointes à leur centre, ce qui leur donne une forme de X. Cette organisation compacte de l’ADN l’empêche de s’emmêler et de perturber la division du noyau.
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Les centrosomes et leurs centrioles se dirigent vers les pôles opposés de la cellule.
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Les microtubules commencent à se former près des centrioles.
La prométaphase est souvent incluse avec la prophase dans la plupart des manuels scolaires.
Voici les principaux changements subis par la cellule lors de la prométaphase.
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L’enveloppe nucléaire se rompt et les chromosomes sont évacués dans le cytoplasme de la cellule.
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Les kinétochores commencent à interagir avec les microtubules.
La métaphase
La métaphase est la phase qui suit la prométaphase et qui précède l’anaphase.
Lors de la métaphase, les chromosomes s’alignent au milieu de la cellule.
Voici les principaux changements subis par la cellule lors de la métaphase.
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Les kinétochores sont fixés aux microtubules.
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Les chromosomes migrent vers le centre et s’alignent sur la plaque équatoriale.
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Les microtubules sont organisés en une structure allongée appelée fuseau mitotique.
Voici les principaux changements subis par la cellule lors de l’anaphase.
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Les kinétochores des chromatides sœurs se séparent.
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Les chromatides individuelles sont entrainées le long des microtubules vers chaque pôle de la cellule.
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La cytocinèse débute.
La télophase
La télophase est la dernière phase de la mitose.
Lors de la télophase, la division du noyau se termine.
Voici les principaux changements subis par la cellule lors de la télophase.
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Les chromatides se déroulent en chromatine.
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Une enveloppe nucléaire se forme autour de chaque noyau.
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Les microtubules se désintègrent.
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La cytocinèse se poursuit et se complète peu de temps après la télophase.
La cytocinèse
La cytocinèse permet de compléter la division cellulaire en séparant le cytoplasme de la cellule mère d’origine et d’obtenir 2 cellules filles génétiquement identiques. La cytocinèse s’initie lors de l’anaphase, se poursuit et se complète durant la télophase.
Finalement, chacune des nouvelles cellules filles entre en interphase et c’est le début d’un nouveau cycle cellulaire.