Mitose et Méiose : Processus de Division Cellulaire

Mitose

La mitose, un type de division cellulaire, se caractérise par la présence de deux éléments clés : l'appareil achromatique et l'appareil chromatique. Le premier est formé par les chromosomes. On peut également inclure le nucléole, comme intervenant dans le cycle mitotique. Le second est formé par les centrioles, les asters et le fuseau mitotique.

Prophase

La période comprise entre la phase G2 et la prophase est marquée par une désorganisation et une réorganisation du cytosquelette qui a maintenu la forme cellulaire pendant l'interphase. Dans les cellules végétales, la paroi cellulaire rigide ne subit pas ce processus.

Métaphase

Durant la métaphase, les microtubules qui se dirigent vers les pôles opposés tirent les chromosomes. Il semble que les microtubules kinétochores longs tirent plus fort que les courts. Par conséquent, si un chromosome est plus proche d'un pôle, il est aspiré vers le pôle le plus éloigné. Il est également possible que les chromosomes soient retirés des pôles. Plus un chromosome est proche d'un pôle, plus il sera poussé fort. Chaque chromosome s'aligne le long de l'axe équatorial de la cellule, au centre entre les deux pôles. La métaphase se termine lorsque tous les chromosomes sont alignés à l'équateur.

Anaphase

Au début de l'anaphase, le centromère de chaque chromosome se divise et les chromatides sœurs se séparent en deux chromosomes filles indépendants. Les kinétochores effectuent des mouvements moléculaires. Les protéines des kinétochores tirent les chromosomes vers les pôles le long des microtubules kinétochores. Simultanément, les microtubules sont démontés au niveau des kinétochores, raccourcissant à la même vitesse que les kinétochores se déplacent vers les pôles.

L'efficacité et la précision des mécanismes de classification et de séparation des chromosomes ne dépendent pas du nombre de chromosomes dans une cellule. La mitose fonctionne de la même manière dans les cellules avec peu de chromosomes, comme les mouches des fruits (8 chromosomes), que dans celles qui en contiennent des centaines, comme les cellules de prêles et de fougères. Il en va de même pour les cellules haploïdes, diploïdes et polyploïdes.

Télophase

Lorsque les chromosomes atteignent les pôles, la télophase commence. Le fuseau mitotique se désintègre. Les vésicules formées lors de la rupture de l'ancienne membrane nucléaire à la fin de la prophase se lient autour de chaque jeu de chromosomes pour former deux nouvelles membranes nucléaires.

Les chromosomes sont à nouveau répartis et le nucléole réapparaît. Dans presque toutes les cellules, la cytocinèse se produit pendant la télophase, enfermant chaque noyau fille dans une cellule indépendante.

Méiose

Les cellules spécialisées qui s'unissent lors de la reproduction sexuée sont appelées gamètes ou cellules sexuelles. Chez la femelle, les gamètes sont appelés ovules ou œufs. Chez le mâle, les gamètes sont appelés spermatozoïdes. L'union d'un ovule et d'un spermatozoïde est appelée fécondation. La cellule formée par l'union de deux gamètes est appelée zygote.

La méiose est la division cellulaire qui réduit de moitié le nombre de chromosomes pour former les gamètes. La méiose implique deux divisions cellulaires successives, mais les chromosomes ne sont dupliqués qu'une seule fois. Les deux divisions produisent quatre cellules filles, chacune contenant la moitié du nombre de chromosomes de la cellule mère.

L'interphase avant la méiose est similaire à l'interphase avant la mitose. Les protéines et autres composants sont formés, les réserves d'énergie sont stockées et les matériaux sont échangés avec l'environnement.

Étapes de la Méiose

La méiose comporte deux divisions successives, chacune divisée en phases semblables à celles de la mitose. La première division est appelée méiose I et la seconde, méiose II.

Méiose I

1. Prophase I : La chromatine se raccourcit et se condense. Chaque chromosome est visible comme deux chromatides reliées par un centromère. La membrane nucléaire et le nucléole se désintègrent. Le fuseau méiotique se forme entre les pôles opposés de la cellule. Un événement unique se produit : les chromosomes homologues s'alignent. Les homologues ont le même type d'information génétique et dans le même ordre. L'appariement des homologues en prophase I est appelé synapse. Chaque chromosome est constitué de chromatides. Les quatre chromatides homologues d'une paire forment une tétrade. Lors de la synapse, les chromatides peuvent se replier et échanger des segments, un processus appelé enjambement.
2. Métaphase I : Les tétrades s'alignent le long de l'équateur de la cellule. Les homologues sont appariés le long de l'équateur. Les tétrades sont alignées perpendiculairement aux fibres du fuseau. Chaque chromosome est attaché à une fibre du fuseau.
3. Anaphase I : Les paires de chromosomes homologues se séparent. Un chromosome de chaque paire se déplace vers un pôle de la cellule. L'autre chromosome de la paire se déplace vers le pôle opposé. Chaque chromosome est toujours constitué de deux chromatides reliées par un centromère. Les chromatides ne se séparent pas à ce stade, contrairement à la mitose.
4. Télophase I : Le cytoplasme se divise pour former deux cellules. Chaque cellule contient un membre de chaque paire de chromosomes homologues. Le nombre de chromosomes est réduit à haploïde. La membrane nucléaire se forme autour des chromosomes dans chaque nouvelle cellule.

Après la télophase I, les deux cellules entrent dans une phase appelée intercinèse. L'intercinèse est similaire à l'interphase, mais il n'y a pas de duplication des chromosomes. La deuxième division de la méiose se produit dans les deux cellules formées par la première division.

Méiose II

1. Prophase II : La membrane nucléaire et le nucléole se désintègrent. Les chromosomes se raccourcissent et deviennent visibles. Chaque chromosome est constitué de deux chromatides reliées par un centromère.
2. Métaphase II : Les chromatides, toujours attachées par le centromère, se déplacent vers l'équateur de la cellule.
3. Anaphase II : Les chromatides se séparent. Une chromatide de chaque chromosome se déplace vers un pôle de la cellule. L'autre chromatide se déplace vers le pôle opposé.
4. Télophase II : Le cytoplasme se divise, formant deux cellules, chacune avec un nombre de chromosomes haploïde. Dans chaque cellule fille, une membrane nucléaire se forme autour des chromosomes.