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1. Chapitre 2:
La division cellulaire
Pr. Btissame ZARROUQ
1
Licence d’Education : Enseignement Secondaire – Sciences de la Vie et la Terre
LE-SVT, S3, M16
Module: Génétique

2. Plan
I- Les étapes de l’interphase
II- La mitose
III- La méiose
IV- Les brassages chromosomiques

3. • La phase G1 (de l'anglais, growth, croissance ou gap,
intervalle ou espace), est la première phase de croissance
cellulaire. Cette phase, phase de synthèse cytoplasmique, est
la plus longue et est comprise entre la fin de mitose et le
début de la synthèse d'ADN : les cellules filles, plus petites
au départ, prennent leur taille définitive.
• La phase S (de l'anglais, synthesis, synthèse) correspond à
la réplication du matériel génétique.
• La phase G2 est une phase courte pendant laquelle la
chromatine est condensée en chromosome avec 2
chromatides sœurs.
I- Les étapes de l’interphase

5. À l ’interphase, les centrioles se dédoublent. Chaque centriole est formé de 9
groupes de 3 microtubules. 2 centrioles définissent ce qu’on appelle le
centrosome, qui est indispensable à la formation de fuseau mitotique qui guidera
les chromosomes vers les pôles opposés de la cellule, au cours de sa division.

6. II- La Mitose

7. II- La Mitose
 Au cours de la phase S de l’interphase, chaque chromosome est répliqué en deux copies
identiques : les chromatides sœurs.
 Les chromatides demeurent liées par le centromère.
 La mitose est un processus de division cellulaire qui aboutit à la production de deux
cellules au patrimoine génétique identique.
 Au cours de la mitose, chaque chromatide migre dans une cellule.

8. 1- Les étapes de la mitose
Dans notre exemple, nous supposerons que la cellule ne
possède que 2 chromosomes (2n=2).

9. Prophase
 Fragmentation de la membrane du
noyau.
 Disparition du ou des nucléoles.
 Condensation de la chromatine en
chromosomes visibles au
microscope.
 Les centrosomes, formé de
deux centrioles, migrent chacun
vers un pôle de la cellule.
 Le cytosquelette
de microtubules forme le fuseau
mitotique (fuseau de division) qui
relie les deux centrosomes.

10. Condensation des chromosomes

11. Les 3 types de microtubules formant le fuseau de division
L'appareil mitotique est composé de centrosomes, d'un fuseau mitotique, et de
kinétochores qui se forment au niveau de centromère.
Appareil mitotique

12. Le kinétochore est un assemblage supramoléculaire de protéines
au niveau des régions centromériques des chromosomes
mitotiques. Il existe deux kinétochores par centromère pouvant
chez les mammifères interagir avec 20 à 40 microtubules.

13. Métaphase
 Les chromosomes se rassemblent au
centre de la cellule et forment la plaque
équatoriale.
 Pendant cette phase surtout, mais aussi
déjà en prophase, la chromatine est
surtout présente sous forme compactée
(hétérochromatine), forme résistante
surtout aux alentours des centromères :
cela permet d'accroître la résistance des
chromosomes pour éviter leur rupture
lors de leur séparation pendant
l'anaphase.

14. Anaphase
L'anaphase est la phase où les
chromatides sœurs se séparent et
sont tirées par les fibres du fuseau
pour migrer vers les pôles opposés
de la cellule.

15. Télophase
 Les chromosomes se décondensent et
forment à nouveau de la chromatine.
 La membrane du noyau et le nucléole se
reforment.
 Cytocinèse ou cytodiérèse:
- La membrane cellulaire se
contracte à l’équateur de la cellule
pour diviser la cellule en deux
(cellules animales). Cet anneau
contractile est formé d'actine et
de myosine.
- Il se forme une membrane
cellulaire et une nouvelle paroi à
l’équateur de la cellule (cellules
végétales).

16. Cytodiérèse chez la cellule animale
• La cytodiérèse, ou partage du cytoplasme, est un phénomène distinct de la mitose mais qui se
produit en corrélation avec elle au cours de l'anaphase et de la télophase.
• Pour que deux cellules filles s'individualisent à la fin de la division, le cytoplasme parental se
partage en deux parties qui contiennent chacune un des noyaux fils et un certain nombre
d'organites cytoplasmiques (approximativement la moitié des organites de la cellule parentale
si les deux cellules filles sont de taille égale).
• Les modalités de la cytodiérèse diffèrent selon qu'il s'agit de cellules animales ou végétales.
• Chez les cellules animales, la cytodiérèse se fait par étranglement du cytoplasme de la cellule
mère. Au milieu ou à la fin de l'anaphase, la membrane plasmique s'invagine tout autour de la
cellule selon un plan correspondant à la région équatoriale du fuseau. Le sillon circulaire ainsi
formé est le sillon de division. Celui-ci se creuse progressivement durant la télophase et se
resserre autour du faisceau de microtubules interzonaux dans la région du corps médian.
• Lorsque l'invagination de la membrane plasmique se produit pour former le sillon, des
filaments de 5 à 7 nm de diamètre arrangés concentriquement sont observés dans le cortex
cytoplasmique sous-jacent. Ils constituent l'anneau contractile formé par les filaments de
l’actine et myosine.

18. Cytodiérèse chez la cellule végétale
Dans les cellules végétales, la cytodiérèse se fait par édification d'une
structure qui sépare en deux parties le cytoplasme de la cellule mère et
qui commence à s'édifier à la fin de l'anaphase, selon un plan équatorial,
au voisinage des faisceaux de microtubules interzonaux. Des vésicules
d'origine golgienne viennent s'accoler à ces faisceaux. En fusionnant,
ces vésicules constituent le phragmoplaste, qui s'édifie de façon
centrifuge du centre de la cellule parentale vers la périphérie. Les
membranes des vésicules, en fusionnant, forment les membranes
plasmiques des deux cellules filles, là où le cytoplasme de la cellule
mère est partagé. Le contenu des vésicules constitue l'ébauche de la
cloison dans la région séparant les deux parties néoformées des
membranes plasmiques. Des ponts très fins ou plasmodesmes persistent
entre les cellules filles et établissent entre elles des communications
permanentes.

19. Télophase et Cytodiérèse chez la cellule végétale

20. 2- Rôles de la mitose
La mitose permet d’assurer:
• Le développement embryonnaire
• La croissance cellulaire
• Le renouvellement cellulaire
• La cicatrisation
• Reproduction des êtres vivants unicellulaires

21. 3- Bilan sur la mitose
• Un chromosome à deux chromatides,
tel qu'il apparaît au début de la mitose,
est constitué de deux molécules d'ADN
identiques, portant la même
information génétique, c'est-à-dire la
même série d'allèles.
• A l'issue de la mitose, chaque cellule-
fille a bien hérité d'un exemplaire de
l'intégralité du programme génétique
de la cellule-mère: conservation du
même nombre de chromosomes ( à un
chromatide)
• La mitose est une reproduction dite
conforme, c'est-à dire qu'elle conserve
le caryotype au cours des divisons
successives.

22. III- La méiose

23. Les deux homologues
de chaque paire se
répliquent et
deviennent 2
chromosomes doubles.
Interphase
2 chromosomes
2n = 2
n = 1
La première division
sépare chaque paire
d’homologues.
Méiose I
Division réductionnelle
1 chromosome avec 2
chromatides sœurs
Le nombre de chromosome
est réduit de moitié.
La deuxième division
sépare chaque
chromosome double
(le ramène à l’état
simple où il est
constitué d’un
chromatide).
Méiose II
Division équationnelle
1 chromosome avec 1
chromatide
On garde le même nombre de
chromosomes.
Définition de la Méiose
III- La méiose

24. Réplication de l’ADN pour la méiose au cours de la phase S de l’interphase

25. Prophase 1
Les
étapes
de
la
méiose

26. Métaphase 1

27. Anaphase 1

28. Mouvements des chromosomes au cours de l’Anaphase 1

29. Télophase 1

30. Division
équationnelle
Les
étapes
de
la
méiose

31. La jonction des
kinétochores aux
microtubules au
cours de la
méiose

32. Evolution de la quantité d’ADN au cours de la Méiose

33. La méiose se produit dans les organes reproducteurs
(gonades et fleurs) et divise une cellule mère en gamètes
chez les animaux et en spores chez les végétaux
Sac pollinique : site de
formation des spores
mâles à partir des
cellules mères des
spores.
Ovule : site de
formation des spores
femelles à partir des
cellules mères des
spores.
Fleur mâle
Fleur femelle
Testicule : site de formation des spermatozoïdes à
partir des spermatocytes I
Gonade mâle Gonade femelle
Ovaire : site
de formation
des ovules à
partir des
ovocytes I
Où a lieu la Méiose?
Chez les animaux Chez les végétaux

34. Méiose et spermatogenèse

35. Méiose et ovogenèse

36. IV- Les brassages chromosomiques

37. B
R
A
S
S
A
G
E
I
N
T
E
R
C
H
R
O
M
R
S
O
M
I
Q
U
E
Cas d’une paire de chromosomes
Pour un chromosome, il y a deux
arrangements possibles à la
métaphase de la méiose I.
Tous les gamètes sont équiprobables
équiprobable

38. B
R
A
S
S
A
G
E
I
N
T
E
R
C
H
R
O
M
R
S
O
M
I
Q
U
E
Cas de deux paires de chromosomes
équiprobable
Pour 2 chromosomes, il y a deux arrangements
possibles à la métaphase de la méioses I, et 22 = 4
gamètes différents.
Tous les gamètes (parentaux P et recombinés R) sont équiprobables.

39. B
R
A
S
S
A
G
E
I
N
T
R
A
C
H
R
O
M
R
S
O
M
I
Q
U
E
Cas d’un crossing over simple
Non équiprobable
Le crossing-over a lieu au niveau d’un chiasma
Lors de l’appariement des chromosomes homologues
en métaphase I, les gamètes (parentaux P et recombinés R)
ne sont pas équiprobables

40. Cas d’un double crossing over
B
R
A
S
S
A
G
E
I
N
T
R
A
C
H
R
O
M
R
S
O
M
I
Q
U
E

41. B
R
A
S
S
A
G
E
I
N
T
R
A
C
H
R
O
M
R
S
O
M
I
Q
U
E
Synthèse

42. Mécanisme de crossing over
Le crossing over est un processus précis qui
comprend des étapes telles que la synapsis, la
formation de tétrades, le croisement et la
terminalisation.
 La synapsis: L'appariement intime entre deux
chromosomes homologues est initié au cours de
la prophase I de la méiose I. Les chromosomes
homologues sont alignés côte à côte, ce qui
donne une paire de chromosomes homologues
appelés bivalents. Ce phénomène d'appariement
est appelé synapsis.
 Formation de tétrade: A ce stade, chaque
bivalent a quatre chromatides.

43.  Croisement: Après la formation des tétrades, le croisement se produit. Les chromatides non sœurs d'une paire
homologue établissent un contact en un ou plusieurs points. Ces points de contact entre chromatides non sœurs de
chromosomes homologues sont appelés chiasma. Au chiasma, des structures en forme de croix ou en forme de X se
forment, où se produisent la rupture et la réunion de deux chromatides. Il en résulte un échange réciproque de segments
égaux et correspondants entre eux. La formation des synapsis et des chiasmas est facilitée par une structure hautement
organisée de filaments appelée Complexe Synaptonémale. Cette formation de complexe synaptonémal est absente chez
certaines espèces de drosophiles mâles, de sorte qu'il n'y a pas de croisement.
Mécanisme de crossing over
Terminalisation: Après l’échange de
fragments d’ADN, le chiasma commence
à se déplacer vers l'extrémité terminale des
chromatides. C'est ce qu'on appelle la
terminalisation. En conséquence, une
séparation complète des chromosomes
homologues se produit.

44. La fécondation est la rencontre de deux gamètes à 23 chromosomes : la
cellule-œuf contient donc 46 chromosomes, ce qui rétablit le caryotype de
l’espèce. Pour chaque paire de chromosome, un vient du père et l’autre de
la mère.
Le maintien du caryotype de l’espèce

45. • Lors de la fécondation, la
rencontre des gamètes se
fait au hasard.
• La diversité génétique
potentielle des zygotes est
immense, presque infinie.
Chaque zygote contient une
combinaison unique et
nouvelle d'allèles.
L’unicité du zygote

46. Conclusion

47.  Pour assurer le développement et le bon
fonctionnement de l'organisme, les
cycles cellulaires doivent être contrôlés :
ils existent en effet des signaux qui
déterminent les moments où une cellule
entre en division et le passage d'une
phase à une autre. Un tel contrôle s'avère
particulièrement important : en effet, si
une cellule échappe à cette régulation,
elle peut être à l'origine du
développement incontrôlé d'un massif
cellulaire : c'est le processus de
cancérisation.
 Un mouvement anormal de
chromosomes lors de la méiose produit
une cellule présentant un nombre
inhabituel de chromosomes. Ce qui
conduit à l’apparition des anomalies
chromosomiques de nombre comme la
trisomie 13, 18 ou 21.