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THEME IA : EXPRESSION, STABILITE ET VARIATION DU PATRIMOINE GENETIQUE
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THEME IA :
EXPRESSION,
STABILITE ET
VARIATION
DU
PATRIMOINE
GENETIQUE
CHAPITRE 1 :
REPRODUCTION
CONFORME DE LA
CELLULE ET
REPLICATION DE LA
CELLULE
Une des propriétés fondamentales
d’une cellule vivante est la capacité à
se diviser.
Comment la reproduction conforme
de la cellule est-elle assurée ?
INTRODUCTION :
I. LE CYCLE
CELLULAIRE
A. PRÉSENTATION
On appelle
la période qui s’étend
depuis la formation
d’une cellule, par
division d’une cellule
mère, jusqu’au moment
où cette cellule finit
elle-même de se
diviser en deux
cellules-filles.
cycle cellulaire
A l’intérieur d’un cycle, on distingue
période pendant laquelle la cellule n’est pas dans un état de division et
qui correspond aux différentes étapes pendant laquelle la cellule se divise en deux cellules filles.
l’interphase
la mitose,
En interphase, les
différentes molécules
d’ADN d’une cellule
forment un amas
diffus occupant la
majeure partie du
volume nucléaire. On
dit que l’ADN est dans
un état décondensé.
Pendant la mitose, l’information génétique se présente sous la forme caractéristique de petits bâtonnets colorables : ce sont les
(du grec krôma : couleur et sôma : corps).
chromosomes
Observé au début de la mitose, chaque chromosome apparaît double, constitué de
réunies au niveau d’une région appelée centromère. Chaque chromatide contient une molécule d’ADN dans un état très
condensé.
2 chromatides
B. LES PHASES DU
CYCLE CELLULAIRE
RÉALISER
LE
GRAPHIQUE
SUIVANT:
EVOLUTION
DE LA
QUANTITÉ
D'ADN AU
COURS DU
CYCLE
CELLULAIR
E EN
FONCTION
DU TEMPS,
L’interphase peut être découpée en 3
phases
La phase G1 : pendant laquelle la
quantité d’ADN par cel lule reste
constante. Pendant cette étape, la
cel lule uti l ise son information
génétique, peut croître et exercer ses
fonctions.
La phase S (S comme synthèse) : qui
succède à la phase G1, est marquée
par un doublement progressif de la
quantité d’ADN. C’est donc durant la
phase S que s’ef fectue la répl ication
d’ADN .
La phase G2 : la cel lule se prépare à
la mitose. La quantité d’ADN pendant
cette phase est stable, el le est le
double de cel le de la phase G1
LA DURÉE D’UN CYCLE CELLULAIRE EST TRÈS
VARIABLE SUIVANT LE TYPE CELLULAIRE.
La mitose est la
période pendant
laquelle les
chromosomes sont
équitablement
répartis entre deux
cellules-filles : elle
dure environ 1
heure.
C. LE CONTRÔLE DU
CYCLE CELLULAIRE
Pour assurer 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.
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.
II. LA DIVISION
CELLULAIRE
Au début de la division cellulaire, chaque chromosome est constitué de 2 chromatides, c’est -à-dire 2 molécules d’ADN identiques.
Les étapes successives de la mitose assurent une répartition parfaitement équitable du matériel génétique, chaque cellule-fille héritant d’une chromatide de chaque chromosome.
Interphase : l’ADN est décondensé
Prophase : les chromosomes se condensent et l’enveloppe
nucléaire disparaît.
ATTENTION : !!!!!NE FAIS PAS PARTIE
DE LA MITOSE!!!!!!!!!!!!!!
Métaphase : les chromosomes, attachés au cytosquelette, se disposent
sur le plan équatorial.
Anaphase : les chromosomes fils à une chromatide migrent
vers les pôles de la cellule.
Télophase : les chromosomes se décondensent, les enveloppes
nucléaires se reconstituent et les deux cel lules s’ individualisent.
Interphase
A l’issue de la mitose,
chaque cellule fille
possède donc une
copie intégrale de
l’information
génétique. La mitose
est une reproduction
conforme qui
conserve le caryotype.
III. LA REPLICATION DU
MATERIEL GENETIQUE
Au cours de sa division, une cellule transmet son information génétique à deux cellules-filles, i l est indispensable que la mitose soit préparée par une étape au cours de laquelle l’ensemble des chromosomes sont copiés.
Cette étape, qui se déroule au cours de l ’ interphase précédant toute mitose, est la réplication de l’ADN.
L’expérience de
Meselson et Stahl
(1958) a permis
d’élucider le mode
de réplication de
l’ADN.
ADN avec Azote
lourd : LOURD
ADN poids
intermédiaire
2 molécules d’ADN légers
2 molécules
intermédiaires
REPLICATION SEMI CONSERVATIVE
Chacun des deux brins sert de modèle à la fabrication d’un nouveau brin. Une molécule d’ADN donne ainsi naissance à deux molécules d’ADN -filles constituées d’un brin « nouveau » et d’un brin « ancien ».
Comme la moitié de la molécule initiale est conservée,
le mécanisme de la réplication de l’ADN est dit semi -
conservatif.
Un œil de réplication
Schéma d’interprétation : Programme génétique en cours de réplication, observation en microscopie électronique (X 100 000)
Un œil de réplication
Molécule d’ADN non répliquée
Noyau
Œil de réplication, molécule en cours de réplication
Molécule d’ADN non répliquée
Molécule d’ADN non répliquée
Schéma d’interprétation d’un Œil de réplication
Brin d’ADN mère
Brin d’ADN néoformé
ADN polymérase : enzyme
Sens de progression de l’enzyme
L’écartement des deux brins de la molécule initiale d’ADN ainsi que l’insertion de nouveaux nucléotides sont assurés par un complexe enzymatique :
Tout en progressant le long de la molécule, l’ADN -polymérase insère un par un de nouveaux nucléotides en face de chacun des 2 brins.
Cette fabrication de nouveaux brins d’ADN s’effectue en respectant la complémentarité des nucléotides : un nucléotide A (Adénine) est associé à un nucléotide T(Thymine) et un nucléotide C(Cytosine) est associé à un nucléotide G(Guanine).
l’ADN-polymérase.
Les chromosomes sont des structures constantes des cellules
eucaryotes qui sont dans des états de condensation variables au
cours du cycle cellulaire .
En général, la division cellulaire est une reproduction conforme qui
conserve toutes les caractéristiques du caryotype (nombre et
morphologie des chromosomes).
Chaque chromatide contient une molécule d’ADN. Au cours de la
phase S, l’ADN subit une réplication semi -conservative. En absence
d’erreur, ce phénomène préserve, par copie conforme, la séquence
des nucléotides.
Ainsi, les deux cellules fil les provenant par mitose d’une cellule
mère possèdent la même information génétique.
CONCLUSION
