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Introduction : la division cellulaire
Problème n°1 : Comment remplacer les cellules qui meurent ?
Problème n°2 : Comment l’information génétique est-elle transmise aux enfants ?
INTRODUCTION : la division cellulaire
Dans notre corps, nos cellules subissent régulièrement un processus appelé division cellulaire, qui permet d’obtenir deux cellules-filles à partir d’une cellule-mère. Cette division permet de transmettre l’information génétique d’une cellule à une autre. Il existe deux types de division cellulaires différentes : la mitose et la méiose.
Il est possible d’observer une division cellulaire au microscope. Dans la vidéo suivante, le cytoplasme a été coloré en vert et l’ADN est en rouge afin de mieux voir ce qu’il se passe. La division cellulaire dure environ 24h chez les humains, la vidéo a donc été accélérée pour mieux visualiser ce processus.
Attention : « Cellule-mère » (= cellule de départ) et « cellule-fille » (=cellule d’arrivée) sont les noms donnés par les scientifiques à ces cellules… elles ne sont pas forcément de sexe féminin !
cellule-mère : Cellule qui entre en division cellulaire afin de former deux cellules-filles.
cellule-fille : Nouvelle cellule formée lors d’une division cellulaire.
division cellulaire : Processus qui permet de former deux cellules-filles à partir d’une cellule-mère.
Problème n°1 : Comment remplacer les cellules qui meurent ?
Chaque cellule de notre corps possède une durée de vie limitée. Par exemple, la durée de vie des cellules de notre squelette est de 10 ans tandis que celle des cellules de notre peau n’est que de 2 semaines… et même seulement 5 jours pour les cellules de l’estomac !
Il faut donc les remplacer au fur-et-à mesure où elles meurent. Pour cela, notre corps utilise une division cellulaire appelée mitose qui permet d’obtenir deux cellules-filles identiques (même nombre de chromosomes et même information génétique) à la cellule-mère.
Si l’on suit l’évolution de la quantité d’ADN dans une cellule pendant la division cellulaire, on obtient la courbe ci-dessous :
On voit que la quantité d’ADN est multipliée par deux avant d’être divisée par deux.
La cellule commence par faire une copie des chromatides de chacun de ses chromosomes : c’est la duplication. Ce procédé lui permet de conserver le même nombre de chromosomes avant et après la division cellulaire.
Ainsi, pendant la duplication, les chromosomes vont passer d’une forme simple (une seule chromatide) à une forme double (deux chromatides reliées entre elles). Comme les deux chromatides sont identiques, elles portent les mêmes gènes (mais pas forcément les mêmes allèles !).
Les deux chromatides du chromosome double vont ensuite être séparés et chacune d’entre elle va aller dans l’une des deux cellule-fille : c’est la mitose
Ainsi, l’information génétique portée par les chromosomes est conservée : la cellule-mère est identique aux deux cellules filles.
MITOSE : Division cellulaire qui permet d’obtenir deux cellules-filles identiques à la cellule-mère.
BILAN n°1 : Pour conserver l’information génétique, notre corps réalise une division cellulaire qui permet de former deux cellules-filles identiques à la cellule-mère. Pour cela, la cellule commence par faire une copie de chacun de ses chromosomes : c’est la duplication. Pendant cette phase, la cellule passe de 46 chromosomes SIMPLE chromatide à 46 chromosomes DOUBLE chromatides. Ensuite, les chromatides de chaque chromosome double sont séparées afin de former deux cellules-filles : c’est la mitose.
Problème n°2 : Comment l’information génétique est-elle transmise aux enfants ?
Lors de la fécondation, un spermatozoïde du père fusionne avec un ovule de la mère pour former une cellule-œuf, qui va se diviser pour former un nouvel être vivant. La cellule-œuf humaine possède 46 chromosomes : 23 sont apportés par le père et 23 par la mère.
GAMèTE : Nom scientifique des cellules reproductrices.
Dans les ovaires et les testicules, les gamètes sont formés par une division cellulaire appelée méiose. Si on suit l’évolution de la quantité d’ADN dans une cellule qui se transforme en gamète, on obtient le graphique ci-dessous :
On constate que la cellule commence par dupliquer son ADN puis qu’elle subit deux divisions successives, ce qui permet d’obtenir deux fois moins d’ADN qu’au départ.
La première division de la méiose permet de séparer les deux chromosomes d’une même paire. La deuxième division de la méiose permet de séparer les deux chromatides d’un même chromosome.
Lors de la méiose, la répartition des chromosomes dans les cellules-filles se fait au hasard : il y a donc plusieurs combinaisons de chromosomes possibles dans les gamètes. Avec une cellule-mère qui possède 2 paires de chromosomes, il est possible d’obtenir 4 combinaisons de chromosomes différents… mais avec une cellule-mère qui possède 23 paires, on peut obtenir 8 388 608 cellules-filles différentes !
Lors de la fécondation, le hasard entre de nouveau en jeu : un spermatozoïde va rencontrer un ovule de façon aléatoire pour former une cellule-œuf. Il est possible de représenter les différentes combinaisons possibles dans un tableau de croisement.
Dans le tableau ci-dessous, on a représenté les gamètes du père dans la première ligne et les gamètes de la mère dans la première colonne.Les cases du tableau représentent la cellule-œuf issue de la fusion du spermatozoïde avec l’ovule.
Ici, il y a 2 chances (nombre de cases en rouge) sur 16 (nombre de cases total) que les parents aient un enfant qui soit une fille (chromosomes XX) du groupe sanguin O (allèles o/o).
Ce tableau est simplifié car il n’y a que 4 gamètes différentes pour chaque parents, ce qui donne seulement 16 combinaisons possibles (4×4 =16). Dans la réalité, il y a 8 388 608 gamètes différentes pour chaque parents… soit 70 368 744 177 664 combinaisons possibles (8 388 608 x 8 388 608) ! On considère donc qu’il n’est pas possible que des parents aient deux enfant strictement identiques (en dehors du cas des vrais jumeaux).
méiose : Division cellulaire qui permet d’obtenir deux cellules-filles possédants deux fois moins de chromosomes que la cellule-mère afin de former des cellules reproductrices.
bilan n°2 : La méiose est une division cellulaire qui permet la formation des gamètes en sélectionnant, au hasard, un chromosome sur chacune des paires des parents. Les spermatozoïdes et les ovules ne possèdent ainsi que 23 chromosomes, donc deux fois moins de chromosomes que les autres cellules du corps. La fécondation, en réunissant au hasard les gamètes, permet de former une cellule-œuf unique.
Travaux d’élèves
Une vidéo récapitulative :
Quiz assez simple.
bonjour, serait il possible d’avoir le lien modifiable pour le génially? (je voudrais modifier la question où il est mentionné « réplication » …en soi la réponse n’est pas fausse même si pas niveau 3e…
merci d’avance
Le genially est maintenant modifiable, je vous remet le lien ici : https://view.genial.ly/61d9c984d2c6070de780b8ba
oh merci beaucoup, c’est vraiment gentil !!