phase G1: 2n=4 chromosomes décondensés à 1 chromatide = 1 ...

Introduction
Le cycle cellulaire permet une reproduction conforme de la cellule.
Un cycle cellulaire dure environ 20 heures.
Il permet la formation 2 cellules-filles génétiquement identiques à partir d’une cellule-mère initiale : c’est-à-dire
qui possèdent le même nombre de chromosomes (caryotype) et qui conservent la même information génétique.
Le cycle cellulaire se compose successivement :
1. de l’interphase qui assure la duplication de l'information génétique c'est-à-dire de l'ADN pendant
l'interphase.
2. de la mitose qui assure la répartition des chromosomes c'est-à-dire des molécules d'ADN préalablement
dupliquées pendant l’interphase
On prendra comme exemple une cellule à 2n=4 chromosomes soit 2 paires de chromosomes homologues.
I. La duplication ou réplication de l'ADN au cours de l'interphase
Pour conserver l'information génétique au cours de la mitose, il faut que les molécules d'ADN se dupliquent au
préalable.
L'évolution de la quantité d'ADN dans une cellule, l'interphase peut être divisée en 3 phases:
1. la phase G1 au cours de laquelle la quantité d'ADN reste stable;
En début d'interphase phase G1 chaque chromosome est constitué d'une seule molécule d'ADN.
L'ensemble des chromosomes forme la chromatine.
Schéma d’une cellule à 2n=4 chromosomes décondensés à 1 chromatide
2. la phase S (S comme synthèse) au cours de laquelle la quantité d'ADN double: c'est la phase de duplication de
l'ADN;
Pendant la phase S, on peut observer des yeux de réplication caractéristiques de la duplication de l'ADN le long
des chromosomes.
Chaque œil de réplication est constitué de 2 fourches de réplication en forme de Y situé de part et d'autre de
chaque œil.
Molécule d’ADN initiale
(molécule mère) composée de
2 brins complémentaires
Sens de progression de
l’ADN polymérase
Nouvelle molécule (molécule fille)
d’ADN composée d’un brin ancien
(gris) et d’un brin nouveau (rouge)
phase G1: 2n=4
chromosomes décondensés à
1 chromatide = 1 molécule
ADN = 1nucléofilament
Nouvelle molécule (molécule fille)
d’ADN composée d’un brin ancien (gris)
et d’un brin nouveau (rouge)
Elargissement de l’œil de
réplication
Schéma yeux de réplication le long d’un chromosome
Au niveau d'une fourche de réplication:
- les 2 brins d'une molécule d'ADN s'écartent sous l'action d'enzymes dont la principale est l'ADN polymérase;
- l’ADN polymérase progresse le long du brin d’ADN

- deux brins nouveaux, complémentaires aux deux brins anciens qui servent de matrice (modèle) sont synthétisés
par polymérisation de nouveaux nucléotides (libres dans le noyau);
- les enzymes progressent le long de l'ADN jusqu'à sa duplication totale.
La séquence des nucléotides des nouveaux brins est donc strictement complémentaire à celle des brins anciens.
Chaque molécule d’ADN est constituée d’1 brin ancien et d ‘un brin nouveau : la duplication de l’ADN est ½
conservative
Ces fourches de réplication progressent en sens inverse jusqu'à ce que tous les yeux de réplication se rejoignent,
permettant de la duplication de la totalité de la molécule d'ADN de chaque chromosome.
ADN, molécule initiale à
répliquer = molécule
mère
Yeux de réplication
(Zones d’ouverture de la molécule
d’ADN)
Sens de progression de
l’ADN polymérase)
G A C A
C T G T
T
Nucléotides libres venant
du cytoplasme venant
former les nouveaux
brins
A
Les 2 brins initiaux
Les 2 brins en formation
Complexe enzymatique de
réplication (ADN
polymérase)
1 des 2 molécules d’ADN
fille avec un brin initial et un
brin néoformé
1 des 2 molécules d’ADN
fille avec un brin initial et un
brin néoformé
Schéma légendé du mécanisme moléculaire de la duplication
[NB: - il existe plusieurs yeux de réplication le long d'un chromosome, ce qui accélère la vitesse de duplication de
l'ADN
- le centromère est une zone où l’ADN ne se duplique pas]
3. la phase G2 ou la quantité d'ADN est double: la totalité de l'ADN cellulaire a été dupliqué.
En phase G2, chaque chromosome décondensé est formé de 2 molécules d'ADN identiques unies par le
centromère (zone ou l'ADN ne se duplique pas) : 1 molécule dans chaque chromatide
A
T
C
G
G
C
Schéma d’une cellule à 2n=4 chromosomes décondensés à 2 chromatides
G
C
C
G
T
A
T
A T C
T A G
A T C
A T A G
Phase G2: 2n=4 chromosomes
décondensés à 2 chromatides =
2 molécules d’ADN identiques

II. La mitose
C'est un processus commun à toutes les cellules eucaryotes (animales ou végétales).
Cette division se déroule en continu mais le comportement des chromosomes permet de distinguer 4 phases de
durées inégales: la prophase, la métaphase, l’anaphase et la télophase.
1. la prophase (15-60'):
- condensation des chromosomes (constitués de 2chromatides)
- disparition de l'enveloppe nucléaire,
- mise en place des fuseaux achromatiques (ou fuseaux mitotiques).
Ainsi, en prophase, chaque chromosome condensé à deux chromatides contient 2 molécules d'ADN identiques,
une par chromatide
Schéma d’une cellule à 2n=4 chromosomes condensés à 2 chromatides en prophase
2. la métaphase (quelques mn): formation de la plaque équatoriale.
Alignement des chromosomes sur le plan équatorial de la cellule le long des fuseaux achromatiques : une chromatide
tournée vers 1 pôle, la 2 ème vers le pôle opposé de la cellule.
1
1
2’
a
a
A A
2’
métaphase
Schéma d’une cellule à 2n=4 chromosomes condensés à 2 chromatides en métaphase
3. l'anaphase (2-3'): clivage des chromosomes au niveau du centromère et montée de chaque chromatide à un pole
de la cellule;
A l'anaphase, l'information génétique se répartit équitablement entre les 2 cellules filles.
- Clivage des chromosomes au niveau du centromère
- montée d'une seule chromatide à chaque pôle de la cellule.
1’
2
A A a a
1’
prophase
2

Schéma d’une cellule à 2n=4 chromosomes condensés à 2 chromatides en anaphase
4. la télophase (15-60'):
- décondensation progressive des chromosomes,
- reconstitution progressive de l'enveloppe nucléaire,
- cytodiérèse (partage du cytoplasme en 2 moitiés égales) suivant le plan médian (équatorial) de la cellule :
reconstitution de la paroi squelettique et de la membrane plasmique pour les cellules végétales ou étranglement de
la membrane plasmique selon le plan médian chez les cellules animales.
Conclusion
2n=
4
2’
2’
1’
1’
1 A
1
A
2’ 1
a
2’ 1
télophase
2n=
a
4
Schéma d’une cellule à 2n=4 chromosomes condensés à 2 chromatides en télophase
La mitose donne 2 cellules filles génétiquement identiques à la cellule mère contenant chacune la même
information génétique que la cellule mère et le même nombre de chromosomes
La mitose est donc une reproduction conforme.
Ces 4 phases sont précédées d'une phase préparatoire très longue, l'interphase.
Pendant l'interphase, les chromosomes sont décondensés (molécules d'ADN non compactée) et constituent la
chromatine.
Pour que l'information génétique soit conservée entre la cellule mère et les 2 cellules filles, il faut que les
molécules d’ADN se dupliquent au cours de l'interphase.
La mitose permet la répartition équitable de l’information génétique c’est-à-dire des molécules d’ADN
préalablement dupliquées entre les 2 cellules filles.
Le cycle cellulaire assure le maintien du caryotype et de l’information génétique d’une génération cellulaire à
l’autre.
A
2
A
2
2
2
a
1’
1’
a
anaphase