Quels sont les mécanismes qui permettent à une cellule de se diviser en deux cellules identiques (conformes) et donc comment les caractéristiques d’une cellule sont maintenues au cours de sa vie ?

Quels sont les mécanismes qui permettent à une cellule de se diviser en deux cellules identiques (conformes) et donc comment les caractéristiques d’une cellule sont maintenues au cours de sa vie ?

1. Les chromosomes, éléments permanents des cellules

1.1 Les phases du cycle cellulaire

Le cycle cellulaire comprend deux phases, l’interphase période de non division de la cellule et la mitose phase de division cellulaire.

L’interphase est de durée variable (de plusieurs années à quelques minutes) et comprend 3 périodes

✓ La phase G1 pendant laquelle la quantité d’ADN reste constante (q). Pendant cette période la cellule utilise son programme génétique pour sa croissance et exercer ses fonctions.

✓ La phase S (S comme synthèse) qui se traduit par le doublement de la quantité d’ADN, il s’agit de la phase de réplication ou duplication de l’ADN.

✓ La phase G2 où la cellule se prépare à réaliser une mitose (croissance cellulaire, multiplication des organites)

La mitose est la période pendant laquelle les chromosomes bien visibles à deux chromatides sont équitablement répartis dans les deux cellules filles. Elle dure une heure environ.

1.2 L’aspect des chromosomes au cours du cycle cellulaire

Le programme génétique des cellules eucaryotes est constitué de molécules d’ADN localisées dans le noyau de chaque cellule. L’espèce homo sapiens comprend 46 molécules d’ADN par noyau.Suite à leur découverte de la structure de la molécule d’ADN, Watson et Crick proposèrent des modèles de réplication. Notamment le modèle semi conservatif, dans lequel chacun des deux brins sert de matrice (modèle) à la fabrication d’un nouveau brin. Chaque molécule d’ADN ainsi formée contient donc un brin nouveau et un brin ancien. La moitié des molécules initiales sont conservée : c’est le mode semi conservatif.

Le suivi de nucléotides marqués lors de la duplication réalisé par Meselson et Stahl en 1958, permet de confirmer le mode de réplication semi conservatif.

2.2 Les mécanismes de la réplication

Les brins d’ADN de la cellule mère sont séparés en supprimant les liaisons hydrogènes, ce qui forme un œil de réplication.

La réplication est assurée par une enzyme appelé ADN polymérase qui permet la synthèse de 2 nouveaux brins. Chaque brin ancien sert de modèle pour la synthèse du brin complémentaire. Au fur et à mesure de l’ouverture de la double hélice d’ADN, des nucléotides libres s’associent à chacun des brins selon le principe de complémentarité des bases azotées A-T, G-C

En l’absence d’erreur, ce mécanisme conserve par copie conforme la séquence des nucléotides.

La réplication débute à plusieurs endroits de l’ADN en même temps et progresse dans les deux sens formant des yeux de réplication de plus en plus larges

Les 2 molécules obtenues à la fin de la duplication restent liées par le centromère.

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