Phase Mitotique

Définition des phases mitotiques

Il existe deux phases de division cellulaire mitotique : la mitose et la cytokinèse. La mitose, parfois appelée caryokinèse, est la division du contenu nucléaire de la cellule et comporte cinq sous-phases :

• prophase,
• la prométaphase,
• la métaphase,
• l'anaphase et
• la télophase.

La cytokinèse, qui signifie littéralement "mouvement cellulaire", est le moment où la cellule se divise et où les structures cellulaires du cytoplasme sont divisées en deux nouvelles cellules. Tu trouveras ci-dessous un schéma simplifié montrant chaque partie de la phase mitotique, comment les chromosomes d'ADN se condensent, s'arrangent, se divisent et enfin comment la cellule se divise en deux nouvelles cellules filles.

Phases de la division cellulaire mitotique

Avant la mitose, les cellules subissent l'interphase, au cours de laquelle la cellule se prépare à la division cellulaire mitotique. Lorsque les cellules subissent l'interphase, elles synthétisent constamment de l'ARN, génèrent des protéines et augmentent leur taille. L'interphase est divisée en 3 étapes : Gap 1 (G1), Synthèse (S), et Gap 2 (G2). Ces étapes se déroulent dans un ordre séquentiel et sont extrêmement importantes pour préparer la cellule à la division. Il existe une étape supplémentaire au cours de laquelle les cellules qui ne subiront pas de division cellulaire sont : Gap 0 (G0). Examinons ces quatre phases plus en détail.

Fig. 2. Comme tu peux le voir, l'interphase et la phase mitotique de la division cellulaire sont différentes à la fois dans leur fonction, mais aussi dans leur durée. L'interphase prend beaucoup plus de temps que les étapes finales du processus de division cellulaire, les étapes mitotiques.

Écart 0

Le Gap 0 (G0) ne fait techniquement pas partie du cycle de division cellulaire mais se caractérise plutôt par une phase de repos temporaire ou permanente au cours de laquelle la cellule ne subit pas de division cellulaire. En général, on dit que les cellules telles que les neurones qui ne se divisent pas sont en phase G0. La phase G0 peut également se produire lorsque les cellules sont sénescentes. Lorsqu'une cellule est sénescente, elle ne se divise plus. Le nombre de cellules sénescentes dans le corps augmente avec l'âge.

Interphase

Phase Gap 1 (G1)

Pendant la phase G1, la cellule grandit et produit une grande quantité de protéines, ce qui lui permet de presque doubler de taille. Dans cette phase, la cellule produit plus d'organites et augmente son volume cytoplasmique.

Phase de synthèse (S)

Au cours de cette phase, la cellule subit la réplication de l'ADN et la quantité d'ADN cellulaire est doublée.

Phase Gap 2 (G2)

La phase G2 se caractérise par une augmentation de la croissance cellulaire, car la cellule se prépare à entrer dans la phase mitotique. Les mitochondries, qui sont la centrale électrique de la cellule, se divisent également pour préparer la division cellulaire.

Les étapes de la mitose

Maintenant que l'interphase est terminée, passons aux phases de la mitose. Tu trouveras ci-dessous un bref aperçu des étapes de la phase mitotique.

La mitose comprend cinq étapes : la prophase, la prométaphase, la métaphase, l'anaphase et la télophase. En passant en revue les étapes de la mitose, garde à l'esprit ce qui arrive aux principales structures cellulaires et la façon dont les chromosomes sont disposés dans la cellule. Il est intéressant de noter que la mitose ne se produit que dans les cellules eucaryotes. Les cellules procaryotes, qui n'ont pas de noyau, se divisent par une méthode connue sous le nom de fission binaire. Voyons plus en détail les étapes de la mitose.

La prophase

Au cours de la prophase, la première étape de la mitose, les chromosomes d'ADN se condensent en chromatides sœurs et sont maintenant visibles. Les centrosomes commencent à se séparer sur les côtés opposés de la cellule, produisant de longs brins appelés microtubules fusiformes, ou fuseaux mitotiques, au fur et à mesure qu'ils se déplacent dans la cellule. Ces microtubules sont presque comme des ficelles de marionnettes qui font bouger les principaux composants de la cellule pendant la mitose. Enfin, l'enveloppe nucléaire qui entoure l'ADN commence à se décomposer, ce qui permet d'accéder aux chromosomes et de libérer de l'espace dans la cellule.

Prométaphase

L'étape suivante de la mitose est la prométaphase. Les principales caractéristiques visibles de cette étape du cycle cellulaire comprennent l'ADN qui est maintenant entièrement condensé en chromosomes dupliqués en forme de X avec des chromatides sœurs. Les centrosomes ont maintenant atteint les côtés opposés, ou pôles, de la cellule. Les microtubules du fuseau sont encore en train de se former et commencent à s'attacher aux centromères des chromosomes au niveau de structures appelées kinétochores. Cela permet aux fuseaux mitotiques de déplacer les chromosomes vers le centre de la cellule.

La métaphase

La métaphase est la phase de la mitose la plus facile à identifier lorsqu'on observe une cellule. À ce stade de la mitose, tous les chromosomes d'ADN dont les chromatides sœurs sont entièrement condensées sont alignés au centre de la cellule en une ligne droite. Cette ligne s'appelle la plaque métaphasique, et c'est la caractéristique clé à rechercher pour distinguer cette étape de la mitose des autres étapes du cycle cellulaire. Les centrosomes se sont complètement séparés aux pôles opposés de la cellule et les microtubules du fuseau sont complètement formés. Cela signifie que le kinétochore de chaque chromatide sœur est attaché au centrosome de son côté de la cellule par les fuseaux mitotiques.

Anaphase

L'anaphase est la quatrième étape de la mitose. Lorsque les chromatides sœurs se séparent enfin, l'ADN est divisé. Beaucoup de choses se produisent en même temps :

• Les protéines de cohésion qui maintenaient les chromatides sœurs ensemble se décomposent.
• Les fuseaux mitotiques se raccourcissent, tirant les chromatides sœurs, maintenant appelées chromosomes filles, par le kinétochore vers les pôles de la cellule avec les centrosomes.
• Les microtubules non attachés allongent la cellule en une forme ovale, préparant la cellule à se diviser et à produire des cellules filles pendant la cytokinèse.

Télophase

Enfin, nous avons la télophase. Au cours de cette dernière étape de la mitose, deux nouvelles enveloppes nucléaires commencent à entourer chaque ensemble de chromosomes d'ADN, et les chromosomes eux-mêmes commencent à se détacher pour former de la chromatine utilisable. Les nucléoles commencent à se former dans les nouveaux noyaux des cellules filles en formation. Les fuseaux mitotiques se décomposent complètement et les microtubules seront réutilisés pour le cytosquelette des nouvelles cellules filles.

C'est la fin de la mitose. Cependant, tu verras souvent des diagrammes qui combinent la télophase et la cytokinèse. C'est parce que ces deux étapes se produisent souvent en même temps, mais lorsque les biologistes cellulaires parlent de mitose et de télophase, ils ne parlent que de la séparation des chromosomes, alors que la cytokinèse est le moment où la cellule se sépare physiquement en deux nouvelles cellules filles.

Cytokinèse

La cytokinèse est la deuxième étape de la phase mitotique et se produit souvent en même temps que la mitose. C'est véritablement à ce stade que se produit la division cellulaire, et deux nouvelles cellules sont formées après que la mitose a séparé les chromatides sœurs en leurs chromosomes filles.

Dans les cellules animales, la cytokinèse commence à l'anaphase lorsqu'un anneau contractile de filaments d'actine du cytosquelette se contracte, tirant la membrane plasmique de la cellule vers l'intérieur. Cela crée un sillon de clivage . Lorsque la membrane plasmique de la cellule est pincée vers l'intérieur, les côtés opposés de la cellule se ferment et la membrane plasmique se scinde en deux cellules filles.

La cytokinèse des cellules végétales se déroule un peu différemment. La cellule doit construire une nouvelle paroi cellulaire pour séparer les deux nouvelles cellules. La préparation de la paroi cellulaire commence dès l'interphase, lorsque l'appareil de Golgi stocke les enzymes, les protéines structurelles et le glucose. Pendant la mitose, le Golgi se sépare en vésicules qui stockent ces ingrédients structurels. Lorsque la cellule végétale entre en télophase, ces vésicules de Golgi sont transportées par les microtubules jusqu'à la plaque métaphasique. Lorsque les vésicules se rassemblent, elles fusionnent et les enzymes, le glucose et les protéines structurelles réagissent pour construire la plaque cellulaire . La plaque cellulaire continue à se construire à travers la cytokinèse jusqu'à ce qu'elle atteigne la paroi cellulaire et sépare finalement la cellule en deux cellules filles.

La cytokinèse est la fin du cycle cellulaire. L'ADN a été séparé et les nouvelles cellules possèdent toutes les structures cellulaires dont elles ont besoin pour survivre. Lorsque la division cellulaire est terminée, les cellules filles commencent leur cycle cellulaire. Au fil des étapes de l'interphase, elles accumulent des ressources, dupliquent leur ADN en chromatides sœurs correspondantes, se préparent à la mitose et à la cytokinèse, et finissent par avoir elles aussi leurs cellules filles, poursuivant ainsi la division cellulaire.