Division cellulaire: le cycle cellulaire

La croissance d'un organisme résulte de l'augmentation du nombre de cellules par division. Les principales méthodes de division cellulaire dans le corps humain sont la mitose et la méiose. Les processus qui se déroulent lors de ces méthodes de division cellulaire se déroulent de la même manière, mais produisent des résultats différents.

La division cellulaire mitotique (mitose) entraîne une augmentation du nombre de cellules et la croissance de l'organisme. Cette méthode assure le renouvellement des cellules lorsqu'elles s'usent ou meurent. On sait actuellement que les cellules épidermiques vivent de 10 à 30 jours, les érythrocytes jusqu'à 4 à 5 mois. Les cellules nerveuses et musculaires (fibres) vivent toute la vie.

Toutes les cellules subissent des modifications au cours de la reproduction (division) qui s'inscrivent dans le cadre du cycle cellulaire. Le cycle cellulaire désigne les processus qui se déroulent dans une cellule d'une division à l'autre ou de la division à la mort. Le cycle cellulaire distingue la préparation de la cellule à la division (interphase) et la mitose (le processus de division cellulaire).

Durant l'interphase, qui dure environ 20 à 30 heures, la vitesse des processus de biosynthèse s'accélère et le nombre d'organites augmente. À ce stade, la masse de la cellule et de tous ses composants structurels, y compris les centrioles, double.

La réplication (répétition, doublement) des molécules d'acide nucléique se produit. Il s'agit du processus de transfert de l'information génétique stockée dans l'ADN parent en la reproduisant fidèlement dans les cellules filles. La chaîne d'ADN parent sert de matrice à la synthèse de l'ADN fille. Suite à la réplication, chacune des deux molécules d'ADN fille est constituée d'une ancienne chaîne et d'une nouvelle. Pendant la période de préparation à la mitose, les protéines nécessaires à la division cellulaire sont synthétisées dans la cellule. À la fin de l'interphase, la chromatine du noyau est condensée.

La mitose (du grec mitos, qui signifie fil) est la période au cours de laquelle la cellule mère se divise en deux cellules filles. La division cellulaire mitotique assure une répartition uniforme des structures cellulaires et de leur substance nucléaire, la chromatine, entre les deux cellules filles. La mitose dure de 30 minutes à 3 heures. Elle est divisée en prophase, métaphase, anaphase et télophase.

En prophase, le nucléole se désintègre progressivement et les centrioles divergent vers les pôles de la cellule. Les microtubules des centrioles sont dirigés vers l'équateur et se chevauchent dans la région équatoriale.

En métaphase, la membrane nucléaire est détruite et les filaments chromosomiques sont dirigés vers les pôles, maintenant ainsi une connexion avec la région équatoriale de la cellule. Les structures du réticulum endoplasmique et de l'appareil de Golgi se désintègrent en petites bulles (vésicules) qui, avec les mitochondries, se répartissent dans les deux moitiés de la cellule en division. À la fin de la métaphase, chaque chromosome commence à se diviser en deux nouveaux chromosomes filles par une fente longitudinale.

En anaphase, les chromosomes se séparent et se déplacent vers les pôles de la cellule à une vitesse pouvant atteindre 0,5 μm/min. À la fin de l'anaphase, la membrane plasmique s'invagine le long de l'équateur de la cellule, perpendiculairement à son axe longitudinal, formant un sillon de division.

En télophase, les chromosomes ayant divergé vers les pôles de la cellule se décondensent et se transforment en chromatine, et la transcription (production) d'ARN commence. La membrane nucléaire et le nucléole se forment, et les structures membranaires des futures cellules filles se forment rapidement. À la surface de la cellule, le long de son équateur, la constriction s'approfondit et la cellule se divise en deux cellules filles.

Grâce à la division mitotique, les cellules filles reçoivent un ensemble de chromosomes identiques à celui de la mère. La mitose assure la stabilité génétique, l'augmentation du nombre de cellules et, par conséquent, la croissance de l'organisme, ainsi que les processus de régénération.

La méiose (du grec meiosis, « réduction ») est observée dans les cellules sexuelles. La division de ces cellules produit de nouvelles cellules dotées d'un seul jeu de chromosomes (haploïdes), essentiel à la transmission de l'information génétique. Lorsqu'une cellule sexuelle fusionne avec une cellule du sexe opposé (lors de la fécondation), le jeu de chromosomes double, devient double (diploïde). Dans le zygote diploïde (binucléaire) formé après la fusion des cellules sexuelles, on trouve deux jeux de chromosomes identiques (homologues). Chaque paire de chromosomes homologues d'un organisme diploïde (zygote) provient du noyau de l'ovule et du noyau du spermatozoïde.

À la suite de la méiose des cellules sexuelles d'un organisme mature, chaque cellule fille ne contient qu'une seule paire de chromosomes homologues des cellules d'origine. Cela est possible car, lors de la méiose, seules la réplication de l'ADN et deux divisions consécutives des noyaux ont lieu. Ainsi, deux cellules haploïdes sont formées à partir d'une cellule diploïde. Chacune de ces cellules filles contient deux fois moins de chromosomes (23) que le noyau de la cellule mère (46). À la suite de la méiose, les cellules sexuelles haploïdes présentent non seulement un nombre de chromosomes divisé par deux, mais aussi une disposition différente des gènes dans les chromosomes. Par conséquent, le nouvel organisme porte non seulement la somme des caractéristiques de ses parents, mais aussi ses propres caractéristiques (individuelles).

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