La mitose
La mitose
La mitose est une reproduction conforme avec une conservation du caryotype et du génotype. Cette mitose ou division cellulaire se scinde en quatre étapes :
– la prophase (pro : première),
– la métaphase (méta : qui vient après),
– l’anaphase (ana : en haut, qui correspond à la migration polaire des chromatiques),
– la télophase (télo : qui vient à la fin).
Pour illustrer ces quatre étapes de la mitose, on prend comme exemple une cellule végétale mais ces quatre étapes sont également présentes chez les animaux avec quelques différences (pas au programme).
I. Prophase
Dans le cadre de la prophase voyons cette photographie d’une racine de jacinthe observée au microscope optique avec un colorant type Feulgen qui se fixe préférentiellement sur l’ADN. Cela nous intéresse pour la mitose car l’ADN compacté donne des chromosomes. Le choix de cette racine est lié au fait qu’elle a une croissance surtout due à une multiplication cellulaire (ou mitose). On se focalise ici sur certaines cellules qui ont une forme plutôt cubique sur la photo et surtout un matériel génétique ou l’ADN sous forme compactée.
Cette image représente une prophase. Il s’agit de la première étape de la mitose avec une compaction importante de l’ADN et des chromosomes à deux chromatides. En effet, une mitose est précédée d’une réplication de l’ADN. Chaque chromosome présente deux chromatides, ce qui n’est pas clairement visible sur la photo mais devinable par le fait que l’ADN est très compacté.
Sur le schéma, est représenté une cellule à trois chromosomes différents. D’un point de vue caryotype, on noterait n=3. La cellule mère, à la fin, se divise en deux cellules filles. Or, le plus grand chromosome est constitué de 7 cm d’ADN de long pour 2 nm de large, qu’il faut ici couper en deux. L’intérêt de compacter cet ADN est de ne plus avoir un chromosome de 7 cm de haut mais seulement de 7 µm. Compacter permet alors de mieux diviser, d’où l’intérêt de cette prophase qui est un peu lourde et coûte énormément d’énergie mais qui permet aux chromosomes d’occuper tout l’espace du cytoplasme de sorte que l’enveloppe nucléaire disparaît à la fin de la prophase.
II. Métaphase
La métaphase est très facile à repérer car les chromosomes (ou plutôt leurs centromères) s’alignent au niveau d’un plan : la plaque équatoriale. De part et d’autre du plan, se disposent les chromatides de chaque chromosome.
III. Anaphase
Pendant l’anaphase, il y a disjonction des chromatides de chaque chromosome et ascension, migration des chromatides vers chacun des deux pôles. Des fuseaux mitotiques tirent les chromosomes par leur centromère vers un pôle d’où leur forme en V.
La première photographie représente donc un début d’anaphase étant donné que les deux lots de chromatides migrent vers les deux pôles mais sont encore très proches, alors que la seconde représente l’ascension polaire plus avancée.
IV. Télophase
Enfin, la télophase représente deux paquets de chromosomes à une seule chromatide dans chacune de deux cellules filles qui sont identiques d’un point de vue génotypique, et qui ont le même caryotype n=3. L’enveloppe nucléaire se reconstitue et l’ADN finit par se relâcher sous forme chromatidienne.
La mitose : conservation du génotype
La mitose, reproduction conforme, permet une conservation du génotype.
On a une cellule mère initiale avec trois chromosomes différents de formule chromosomique n=3. On y localise des gènes, qui ont chacun une version allélique donnée.
Prenons un gène a sur un premier chromosome, avec sa version allélique A. Les chromatides sœurs sont rigoureusement identiques, elles comportent donc les mêmes informations soit la version allélique A. Sur un autre chromosome, on prend le gène b et sa version allélique B1. Enfin, sur un dernier chromosome, on a le gène c et la version allélique c’. La cellule mère a donc comme génotype (A ; B1 ; c’).
En métaphase, rien ne change : les chromosomes à deux chromatides sont seulement alignés.
Lors de l’anaphase avec disjonction des chromatides, les deux chromatides sœurs portant l’information A se séparent et chacune migre vers un pôle opposé. Le même processus est observé pour les chromosomes portant les gènes b et c. À la fin du processus, on a donc deux cellules filles : l’une possède l’information A, B1 et c’, et l’autre possède l’information A, B1 et c’.
En télophase, on obtient deux cellules filles possédant les mêmes informations. Les deux cellules filles ont le même génotype qui est (A ; B1 ; c’).
On obtient donc à partir d’une cellule mère (A ; B1 ; c’) deux cellules filles (A ; B1 ; c’) rigoureusement identiques génétiquement. Voici donc la démonstration prouvant que la mitose est une reproduction conforme de la cellule.