Morphogenèse végétale - Définition

La mitose est un processus commun aux eucaryotes

Une cellule qui se divise par mitose donne naissance à deux cellules filles qui possèdent le même nombre de chromosomes que la cellule mère. Cela suppose une copie de l’information génétique avant le partage des deux exemplaires au cours de la mitose. C’est pendant l’interphase qu’intervient cette duplication de chromosomes (et la réplication de l’ADN).

Le déroulement de la mitose

Avant la mitose, le chromosome est dupliqué, c’est un chromosome double c’est-à-dire un chromosome à deux chromatides donc deux doubles hélices.

La prophase

Les chromosomes se condensent. Ils deviennent visibles dans la cellule. Entre deux pôles de la cellule, apparaît un fuseau mitotique. L’enveloppe nucléaire disparaît et les chromosomes dupliqués et très épais sont répartis au hasard dans le cytoplasme.

La métaphase

Les centro-mères des chromosomes sont alignés au niveau de l’équateur du fuseau mitotique et forment une figure appelée plaque équatoriale.

L’anaphase

Pour chaque chromosome dupliqué, les deux chromosomes simples donc à une chromatide se séparent au niveau du centromère. On a deux lots identiques de chromosomes à une chromatide qui migrent en sens opposés vers chaque pôle cellulaire. Dès l’anaphase, la séparation du cytoplasme commence.

La télophase

Chaque lot de chromosomes simples arrive à un pôle de la cellule et se décondense. Une enveloppe nucléaire se forme autour de chaque lot et achève ainsi la formation des deux noyaux fils ce qui marque la fin de la mitose. Le fuseau mitotique disparaît et la séparation du cytoplasme continue. Chaque phase est caractérisée par l’état des chromosomes et leur localisation dans la cellule.

La phase préparatoire à la division cellulaire : l’interphase

La réplication de l’ADN se déroule à un moment de l’interphase nommée phase S. Elle suit une phase de croissance de la cellule G1 et précède une seconde phase de croissance appelée G2.

La réplication, un mécanisme semi conservatif

Le modèle de Watson et Crick : En 1953, ils découvrent la structure de l'ADN. Suite à cela, ils proposent un modèle de réplication, le modèle semi conservatif. L’ADN étant une double hélice constituée de deux brins complémentaires qui s’associent selon les liaisons de nucléotides par complémentarité des bases azotées (Adénine/Thymine, Guanine/Cytosine). Chacun des deux brins sert de matrice à la synthèse d’un nouveau brin. Chaque molécule d’ADN contient donc un brin ancien et un nouveau.

Complexe enzymatique qui catalyse la réaction

Les molécules d’ADN en cours de réplication peuvent être observées au microscope électronique. Il est alors possible de voir des zones appelées œil de réplication où la molécule d’ADN semble s’être dédoublée. Un œil est formé par deux fourches de réplication. La réplication s’effectue au niveau de chaque fourche et progresse sur les deux brins en même temps.

L’ADN polymérase se fixe sur la molécule d’ADN et l’ouvre. Les deux brins se séparent. Des nucléotides libres complémentaires de chaque brin se placent en face des nucléotides des deux brins. L’ADN polymérase lie les nucléotides libres par une liaison covalente : il y a formation de deux brins nouveaux. Elle se déplace le long de l’ADN et à la fin de la phase S toute la molécule d’ADN est répliquée sauf au niveau du centromère qui lie les deux nouvelles molécules d’ADN. La réplication nécessite des nucléotides libres, de l’ADN polymérase et de l’énergie. L’ADN polymérase est une enzyme qui est douée d’une fonction de correction d’erreur : s’il existe une erreur, elle va relire le dernier nucléotide et le remplacer.

Modification cellulaire lors de la mitose

Les événements les plus importants et les plus faciles à observer concernent les chromosomes mais d’autres structures cellulaires subissent d’importantes modifications.

Intervention du fuseau mitotique

Les chromosomes dupliqués ou simples se déplacent lors de la mitose grâce au fuseau mitotique qui est une machine à déplacer les chromosomes. Il commence à se mettre en place en prophase et disparaît en télophase après avoir permis le mouvement des chromosomes durant la métaphase et l’anaphase.

Le partage du cytoplasme : la cytodiérèse

Chez les végétaux, la cytodiérèse se fait par l’apparition d’une construction d’une nouvelle paroi à l’équateur de la cellule.

Ches les animaux, le cytoplasme est divisé en deux par un simple étranglement du cytoplasme dans la région équatoriale du fuseau de division. Les cellules filles possèdent tous les organites nécessaires à leur survie.

L’alternance systématique de la réplication de l’ADN (en interphase S) et du partage des deux duplications (en anaphase de mitose) assurent la conservation de l’information génétique au cours des générations cellulaires successives. Donc interphase et mitose constituent le cycle cellulaire.