Chaque cellule commence sa vie quandse sépare de la mère et met fin à l'existence, donnant la possibilité d'apparaître pour ses cellules filles. La nature prévoit plus d'une façon de diviser leur noyau, en fonction de leur structure.
Méthodes de division cellulaire
La division nucléaire dépend du type de cellule:
- Fission binaire (trouvée chez les procaryotes).
- Amitose (méthode directe de division).
- Mitose (trouvée chez les eucaryotes).
- La méiose (destinée à la division des cellules germinales).
Les types de division nucléaire sont déterminés par la nature et correspondent à la structure de la cellule et à la fonction qu'elle remplit dans le macro-organisme ou par lui-même.
Fission binaire
Le plus souvent, ce type se produit dansdes cellules procaryotes. Il consiste à doubler la molécule d'ADN circulaire. La division binaire du noyau est appelée ainsi parce que deux cellules filles de même taille apparaissent à partir de la cellule mère.
Après le matériel génétique (molécule d'ADNou ARN) est préparé de manière appropriée, c'est-à-dire qu'en double, un septum transversal commence à se former à partir de la paroi cellulaire, qui se rétrécit progressivement et divise le cytoplasme de la cellule en deux parties approximativement identiques.
Le processus de deuxième division est appelé bourgeonnement.ou division binaire inégale. Dans ce cas, un renflement apparaît sur la section de la paroi cellulaire, qui se développe progressivement. Une fois que la taille du «rein» et la cellule mère sont égales, elles se séparent. Et une section de la paroi cellulaire est à nouveau synthétisée.
Amitose
Cette fission nucléaire est similaire à celle décrite ci-dessus, avec celala différence est qu'il n'y a pas de doublement du matériel génétique. Cette méthode a été décrite pour la première fois par le biologiste Remak. Ce phénomène se produit dans les cellules pathologiquement altérées (dégénérescence tumorale) et constitue également la norme physiologique pour le tissu hépatique, le cartilage et la cornée.
Le processus de fission nucléaire est appelé amitose, carque la cellule conserve ses fonctions et ne les perd pas, comme pendant la mitose. Cela explique les propriétés pathologiques inhérentes aux cellules avec cette méthode de division. De plus, la division directe du noyau a lieu sans fuseau de division, de sorte que la chromatine dans les cellules filles est inégalement répartie. Par la suite, ces cellules ne peuvent pas utiliser le cycle mitotique. Parfois, l'amitose entraîne la formation de cellules multinucléées.
Mitose
Il s'agit d'une fission nucléaire indirecte. Le plus souvent trouvé dans les cellules eucaryotes. La principale différence entre ce processus est que les cellules filles et les cellules mères contiennent le même nombre de chromosomes. Grâce à cela, le nombre de cellules requis est maintenu dans le corps et les processus de régénération et de croissance sont également possibles. Flemming a été le premier à décrire la mitose dans une cellule animale.
Dans ce cas, le processus de division nucléaire est divisé en interphase et en mitose elle-même. L'interphase est l'état de repos de la cellule dans l'intervalle entre les divisions. On y distingue plusieurs phases:
1. Période de présynthèse - la cellule se développe, les protéines et les glucides s'y accumulent, l'ATP (adénosine triphosphate) est activement synthétisé.
2. Période synthétique - le matériel génétique est doublé.
3. Période postsynthétique - les éléments cellulaires sont doublés, des protéines apparaissent qui composent le fuseau de division.
Phases de la mitose
La division du noyau d'une cellule eucaryote estun processus qui nécessite la formation d'un organite supplémentaire - centrosome. Il est situé à côté du noyau et sa fonction principale est de former un nouvel organite - le fuseau de division. Cette structure aide à répartir uniformément les chromosomes entre les cellules filles.
Il y a quatre phases de mitose:
1. Prophase: la chromatine dans le noyau se condense en chromatides, qui se rassemblent près du centromère, formant des chromosomes par paires. Les nucléoles se désintègrent, les centrioles divergent vers les pôles de la cellule. Une broche de fission est formée.
2. Métaphase: les chromosomes sont disposés en ligne passant par le centre de la cellule, formant une plaque de métaphase.
3. Anaphase: les chromatides du centre de la cellule divergent vers les pôles,puis le centromère est divisé en deux. Ce mouvement est possible grâce au fuseau de division, dont les fils contractent et étirent les chromosomes dans des directions différentes.
4. Télophase: des noyaux filles sont formés. Les chromatides se transforment à nouveau en chromatine, un noyau se forme et des nucléoles en lui. Tout se termine par la division du cytoplasme et la formation d'une paroi cellulaire.
Endomitose
Une augmentation du matériel génétique qui n'est pasimplique la division du noyau, appelée endomitose. On le trouve dans les cellules végétales et animales. Dans ce cas, il n'y a pas de destruction du cytoplasme et de la membrane du noyau, mais la chromatine est convertie en chromosomes, puis à nouveau déspiralisée.
Ce procédé permet d'obtenir des polyploïdesnoyaux dans lesquels la teneur en ADN est augmentée. Cela se produit dans les cellules formant des colonies de la moelle osseuse rouge. De plus, il y a des cas où les molécules d'ADN doublent de taille, mais le nombre de chromosomes reste le même. Ils sont appelés polytènes et peuvent être trouvés dans les cellules d'insectes.
La valeur de la mitose
La division nucléaire mitotique est un moyen de maintenir un ensemble constant de chromosomes. Les cellules filles ont le même ensemble de gènes que la mère et toutes les caractéristiques qui y sont inhérentes. La mitose est nécessaire pour:
- croissance et développement d'un organisme multicellulaire (à partir de la fusion de cellules germinales);
- déplacement des cellules des couches inférieures vers les couches supérieures, ainsi que remplacement des cellules sanguines (érythrocytes, leucocytes, plaquettes);
- la restauration des tissus endommagés (chez certains animaux, la capacité de se régénérer est une condition préalable à la survie, par exemple chez les étoiles de mer ou les lézards);
- reproduction asexuée de plantes et de certains animaux (invertébrés).
Méiose
Le mécanisme de division des noyaux des cellules germinales estdiffère des somatiques. En conséquence, on obtient des cellules qui ont la moitié des informations génétiques que leurs prédécesseurs. Cela est nécessaire pour maintenir un nombre constant de chromosomes dans chaque cellule du corps.
La méiose se déroule en deux étapes:
- stade de réduction;
- le stade équationnel.
Le bon déroulement de ce processus est possibleuniquement dans les cellules avec un ensemble pair de chromosomes (diploïde, tétraploïde, hexaproïde, etc.). Bien sûr, il reste la possibilité de transmettre la méiose dans des cellules avec un ensemble étrange de chromosomes, mais alors la progéniture peut ne pas être viable.
C'est ce mécanisme qui assure la stérilité desmariages interspécifiques. Étant donné que les cellules germinales contiennent différents ensembles de chromosomes, cela rend difficile leur fusion et l'émergence d'une progéniture viable ou fertile.
Première division de la méiose
Le nom des phases reprend celles de la mitose: prophase, métaphase, anaphase, télophase. Mais il existe un certain nombre de différences significatives.
1. Prophase: l'ensemble doublé de chromosomes subit une série de transformations, passant par cinq étapes (leptotène, zygotène, pachytène, diplotène, diakinèse). Tout cela se produit en raison de la conjugaison et du croisement.
Conjugaison Est la convergence des chromosomes homologues. Dans le leptotène, des fils minces se forment entre eux, puis dans le zygotène, les chromosomes sont connectés par paires et en conséquence des structures de quatre chromatides sont obtenues.
Crossover - le processus d'échange croisé des régions chromatidiennesentre les chromosomes soeurs ou homologues. Cela se produit au stade pachytène. Des carrefours (chiasmas) de chromosomes se forment. Une personne peut avoir de tels échanges de trente-cinq à soixante-six. Le résultat de ce processus est l'hétérogénéité génétique du matériel obtenu, ou la variabilité des cellules germinales.
Lorsque le stade diplotène se produit, les complexes de quatre chromatides sont détruits et les chromosomes frères sont repoussés. La diakinèse complète la transition de la prophase à la métaphase.
2. Métaphase: les chromosomes s'alignent près de l'équateur de la cellule.
3. Anaphase: les chromosomes, toujours composés de deux chromatides, divergent vers les pôles de la cellule.
4. Télophase: le fuseau de division est détruit, ce qui entraîne la formation de deux cellules avec un ensemble haploïde de chromosomes, ayant une quantité double d'ADN.
Deuxième division de la méiose
Ce processus est également appelé «mitose de la méiose». Au moment entre les deux phases, le doublement de l'ADN ne se produit pas et la cellule entre dans la deuxième prophase avec le même ensemble de chromosomes qui est resté après la télophase 1.
1. Prophase: les chromosomes se condensent, subissent une séparationle centre de la cellule (ses restes divergent vers les pôles de la cellule), l'enveloppe nucléaire est détruite et un fuseau de division est formé, situé perpendiculairement au fuseau de la première division.
2. Métaphase: les chromosomes sont situés à l'équateur, une plaque de métaphase se forme.
3. Anaphase: les chromosomes sont divisés en chromatides, qui divergent dans des directions différentes.
4. Télophase: un noyau se forme dans les cellules filles, les chromatides sont déspiralisées en chromatine.
À la fin de la deuxième phase d'une cellule mèrenous avons quatre filles avec un demi-jeu de chromosomes. Si la méiose se produit avec la gamétogenèse (c'est-à-dire la formation de cellules germinales), la division se produit brusquement, de manière inégale, et une cellule avec un ensemble haploïde de chromosomes et trois corps de réduction qui ne portent pas les informations génétiques nécessaires se forme. Ils sont nécessaires pour que seule la moitié du matériel génétique de la cellule parentale soit retenue dans l'ovule et le sperme. De plus, cette forme de division nucléaire assure l'émergence de nouvelles combinaisons de gènes, ainsi que l'hérédité d'allèles purs.
Dans les protozoaires, il existe une variante de la méiose, lorsqueune seule division se produit dans la première phase et un croisement se produit dans la seconde. Les scientifiques suggèrent que cette forme est le précurseur évolutif de la méiose habituelle des organismes multicellulaires. Il peut y avoir d'autres moyens de fission dont les scientifiques ne sont pas encore conscients.
