cellules sexuelles et somatiques. Leurs similitudes et leurs différences. Mitose - un moyen de diviser les cellules somatiques humaines Quel est le nom du processus de division des cellules somatiques
1.2.4.2. Méthodes de divisioncellules somatiques
Il existe deux manières principales de diviser les cellules somatiques : la mitose et l'amitose.
Mitose (du grec - fil) - la division indirecte ou mitotique est le type prédominant de division des cellules somatiques eucaryotes et est inhérente à tous les organismes à cellules riches. Dans ce cas, une distribution uniforme exacte du matériel héréditaire se produit. À la suite de la mitose, chaque cellule fille reçoit un ensemble complet de chromosomes avec une quantité stricte d'ADN et est identique à la cellule mère à sa manière. Amitose (du grec.ά - négation et μίτος - fil) prédomine chez certains organismes unicellulaires. C'est aussi un mode de division cellulaire somatique, mais en dehors de la mitose, la division directe du noyau cellulaire en interphase se produit par une simple constriction de la toile. Dans l'amitose, la distribution du matériel héréditaire entre les cellules filles peut être uniforme ou inégale. En conséquence, des cellules de taille identique ou inégale se forment. Par conséquent, ces cellules sont héréditairement défectueuses.
Mitose. La mitose se produit après l'interphase et est conditionnellement divisée en phases suivantes : 1) prophase, 2) métaphase, 3) anaphase, 4) télophase. Sur la fig. 1.74. le schéma général des différentes phases de la mitose est donné.
Riz. 1.74. Schéma de mitose :
1-centriole ; 2 - nucléole; 3 - chromosomes; 4 - prophase précoce; 5 - prophase tardive; 6 - métaphase; 7 - anaphase précoce; 8 - anaphase tardive ; 9 - télophase précoce.
Prophase (du grec.πρα - à, et grec. φάσις - apparence) - la phase initiale de la mitose. Il se caractérise par le fait que la taille du noyau augmente et qu'à partir du réseau de la chromatine, à la suite de la spiralisation et du raccourcissement, les chromosomes des fils longs, fins et invisibles à la fin de la prophase deviennent courts, épais et se placent sous la forme d'une balle visible. Les chromosomes se contractent, rétrécissent et se composent de deux moitiés - les chromatides. Les chromatides s'enroulent les unes autour des autres et sont maintenues par paires par un centromère. La prophase se termine par la disparition du nucléole, les centrioles divergent vers les pôles avec la formation d'une figure fusiforme. Les microtubules sont formés à partir de la protéine tubuline. fils broche. En raison de la dissolution de la membrane nucléaire, les chromosomes sont situés dans le cytoplasme. À centromère les fils de broche sont attachés des deux pôles.
Métaphase (du grec.μετά - - entre, après) commence par le mouvement des chromosomes vers l'équateur. Progressivement, les chromosomes (chacun composé de deux chromatides) se situent dans le plan de l'équateur, formant la plaque dite métaphasique. Dans les cellules animales, aux pôles autour des centrioles, des figures sphériques sont perceptibles. Dans cette phase, le nombre de chromosomes dans une cellule peut être compté. L'ensemble du matériel génétique est 2n4s.
La plaque de métaphase est utilisée dans les études cytogénétiques pour déterminer le nombre et la forme des chromosomes.
En anaphase (du grec.άνά - vers le haut) les chromatides soeurs s'éloignent les unes des autres, la connexion entre elles est séparée centromère terrain. Tous les centromères se divisent en même temps. Chaque chromatide avec un séparé centromère devient un chromosome fille et commence à se déplacer le long des fils du fuseau vers l'un des pôles. L'ensemble du matériel génétique est 2n2s.
Télophase (du grec.τέλος - fin) - la dernière étape de la mitose. Inverse par rapport à la prophase. Les chromosomes qui ont atteint les pôles, constitués d'un seul brin, deviennent fins, longs et invisibles au microscope optique. Ils subissent une déspiralisation, forment un réseau du noyau interphase. La membrane nucléaire se forme, le nucléole apparaît. A ce moment, l'appareil mitotique disparaît et une cytokinèse se produit - la séparation du cytoplasme avec la formation de deux cellules filles. L'ensemble du matériel génétique est 2n2s.
La fréquence de la mitose dans différents tissus et dans différents organismes est très différente. Par exemple, dans la moelle osseuse rouge humaine, 10 millions de mitoses se produisent chaque seconde.
À l'heure actuelle, on ne sait pas exactement quels facteurs induisent la cellule à la mitose, mais on pense que le rapport des volumes du noyau et du cytoplasme (rapport nucléaire-cytoplasmique) joue un rôle important à cet égard. Une augmentation du volume cellulaire est associée à la synthèse de protéines, d'acides nucléiques, de lipides et d'autres composants chimiques de la cellule. Il arrive donc un moment où la surface du noyau est insuffisante pour assurer l'échange de substances entre le noyau et cytoplasme, nécessaire pour poursuivre sa croissance. La division cellulaire augmente considérablement la surface de la cellule elle-même et de son noyau, sans augmenter leur volume ; par conséquent, on pense que le facteur qui limite le rapport nucléaire-cytoplasmique induit d'une manière ou d'une autre la cellule à la division mitotique.
La signification biologique de la mitose. La mitose est la méthode la plus courante de reproduction des cellules animales, végétales et protozoaires. C'est la base de la croissance et de la reproduction végétative de tous les eucaryotes - organismes qui ont un noyau. Son rôle principal est de reproduire avec précision les cellules, d'assurer une répartition uniforme des chromosomes de la cellule mère entre les deux cellules filles qui en sont issues et de maintenir la constance du nombre et de la forme des chromosomes dans toutes les cellules végétales et animales. La mitose favorise la croissance de l'organisme dans les périodes embryonnaire et post-embryonnaire, la copie de l'information génétique et la formation de cellules génétiquement équivalentes. Ainsi, les organismes qui se reproduisent végétativement (champignons, algues, protozoaires, de nombreuses plantes) forment un grand nombre d'individus identiques, ou clones. Le clonage est possible chez certains organismes multicellulaires capables de régénérer un organisme entier à partir d'une partie du corps : coelentérés, vers. Le clonage des vertébrés ne se produit qu'aux premiers stades de l'embryogenèse. Ainsi, chez les animaux et les humains, les jumeaux monozygotes sont formés à partir d'un œuf fécondé à la suite de sa division mitotique. En raison de la mitose, toutes les cellules fonctionnellement obsolètes du corps sont remplacées par de nouvelles. Cette séparation sous-tend le processus de régénération - la restauration des tissus perdus.
Amitose. L'amitose se produit par division du noyau, puis du cytoplasme. Au cours de l'amitose, le nucléole s'allonge, se ligature, puis le noyau s'étire également. Dans certains cas, une partition apparaît dans le noyau, qui le divise en deux parties. La division du noyau s'accompagne parfois de la division du cytoplasme (Fig. 1.75).
Riz. 1,75. Amitose. reproduction amibienne :
a - 0 min ; b - 6 min ; c - 8 min ; j - 13 min ; e-18 min ; - 21 mn.
Il existe plusieurs formes d'amitose : uniforme, lorsque deux noyaux égaux se forment ; inégal, lorsque des noyaux inégaux se forment; fragmentation, lorsque le noyau se décompose en plusieurs petits noyaux de tailles identiques ou différentes.
Ainsi, l'amitose est une division qui se produit sans spiralisation sans formation de chromosomes et d'un fuseau de division. On ne sait pas s'il y a une synthèse préliminaire d'ADN avant le début de l'amitose et comment il est distribué entre les noyaux filles. Parfois, lors de la division de certaines cellules, la mitose alterne avec l'amitose.
L'amitose est un type particulier de séparation, qui est parfois observé pendant l'activité cellulaire normale, mais principalement en violation de la fonction, souvent sous l'influence de radiations ou d'autres facteurs nocifs. Il est inhérent aux cellules hautement différenciées. L'amitose est moins fréquente que la mitose et joue un rôle mineur dans la division cellulaire de la grande majorité des organismes vivants.
Mitose- une méthode de division indirecte des cellules somatiques.
Au cours de la mitose, la cellule passe par une série de phases successives, à la suite desquelles chaque cellule fille reçoit le même ensemble de chromosomes que dans la cellule mère.
La mitose est divisée en quatre phases principales : la prophase, la métaphase, l'anaphase et la télophase. Prophase- la phase la plus longue de la mitose, au cours de laquelle se produit une condensation de la chromatine, à la suite de laquelle des chromosomes en forme de X, constitués de deux chromatides (chromosomes filles), deviennent visibles. Dans ce cas, le nucléole disparaît, les centrioles divergent vers les pôles de la cellule et le fuseau achromatinien (fuseau) des microtubules commence à se former. A la fin de la prophase, la membrane nucléaire se décompose en vésicules séparées.
À métaphase les chromosomes s'alignent le long de l'équateur de la cellule avec leurs centromères, auxquels sont attachés les microtubules d'un fuseau de division entièrement formé. A ce stade de division, les chromosomes sont les plus denses et ont une forme caractéristique, ce qui permet d'étudier le caryotype.
À anaphase une réplication rapide de l'ADN se produit dans les centromères, à la suite de quoi les chromosomes se séparent et les chromatides divergent vers les pôles de la cellule, étirés par des microtubules. La distribution des chromatides doit être absolument égale, car c'est ce processus qui maintient la constance du nombre de chromosomes dans les cellules du corps.
Sur la scène télophase les chromosomes filles se rassemblent aux pôles, déspiralisent, autour d'eux des enveloppes nucléaires se forment à partir des vésicules et des nucléoles apparaissent dans les noyaux nouvellement formés.
Après la division du noyau, la division du cytoplasme se produit - cytocinèse, au cours de laquelle il y a une distribution plus ou moins uniforme de tous les organites de la cellule mère.
Ainsi, à la suite de la mitose, deux cellules filles sont formées à partir d'une cellule mère, chacune étant une copie génétique de la cellule mère (2n2c).
Dans les cellules malades, endommagées et vieillissantes et les tissus spécialisés du corps, un processus de division légèrement différent peut se produire - l'amitose. Amitose appelée division directe des cellules eucaryotes, dans laquelle la formation de cellules génétiquement équivalentes ne se produit pas, car les composants cellulaires sont répartis de manière inégale. Il se produit chez les plantes dans l'endosperme et chez les animaux dans le foie, le cartilage et la cornée de l'œil.
Méiose. Phases de la méiose
Méiose- il s'agit d'une méthode de division indirecte des cellules germinales primaires (2n2c), à la suite de laquelle se forment des cellules haploïdes (1n1c), le plus souvent des cellules germinales.
Contrairement à la mitose, la méiose consiste en deux divisions cellulaires successives, chacune précédée d'une interphase. La première division de la méiose (méiose I) est appelée réduction, car dans ce cas, le nombre de chromosomes est divisé par deux et la deuxième division (méiose II) - équationnel, puisque dans son processus le nombre de chromosomes est conservé.
Interphase I se déroule de la même manière que l'interphase de la mitose. Méiose I se divise en quatre phases : prophase I, métaphase I, anaphase I et télophase I. prophase I deux processus majeurs se produisent - la conjugaison et le croisement. Conjugaison- c'est le processus de fusion de chromosomes homologues (appariés) sur toute la longueur. Les paires de chromosomes formées lors de la conjugaison sont conservées jusqu'à la fin de la métaphase I.
Traverser- échange mutuel de régions homologues de chromosomes homologues. À la suite du croisement, les chromosomes reçus par l'organisme des deux parents acquièrent de nouvelles combinaisons de gènes, ce qui conduit à l'apparition d'une progéniture génétiquement diversifiée. A la fin de la prophase I, comme dans la prophase de la mitose, le nucléole disparaît, les centrioles divergent vers les pôles de la cellule, et l'enveloppe nucléaire se désagrège.
À métaphase I des paires de chromosomes s'alignent le long de l'équateur de la cellule, les microtubules du fuseau de fission sont attachés à leurs centromères.
À anaphase I des chromosomes homologues entiers constitués de deux chromatides divergent vers les pôles.
À télophase I autour des grappes de chromosomes aux pôles de la cellule, des membranes nucléaires se forment, des nucléoles se forment.
Cytocinèse I assure la division des cytoplasmes des cellules filles.
Les cellules filles formées à la suite de la méiose I (1n2c) sont génétiquement hétérogènes, puisque leurs chromosomes, dispersés au hasard aux pôles de la cellule, contiennent des gènes inégaux.
Interphase II très court, car le doublement de l'ADN ne s'y produit pas, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de période S.
Méiose IIégalement divisée en quatre phases : prophase II, métaphase II, anaphase II et télophase II. À prophase II les mêmes processus se produisent que dans la prophase I, à l'exception de la conjugaison et du croisement.
À métaphase II Les chromosomes sont situés le long de l'équateur de la cellule.
À anaphase II Les chromosomes se divisent au centromère et les chromatides s'étendent vers les pôles.
À télophase II les membranes nucléaires et les nucléoles se forment autour des amas de chromosomes filles.
Après cytocinèse II la formule génétique des quatre cellules filles est 1n1c, mais elles ont toutes un ensemble différent de gènes, qui est le résultat d'un croisement et d'une combinaison aléatoire de chromosomes maternels et paternels dans les cellules filles.
Types de division cellulaire somatique
Mitose - division cellulaire indirecte, qui aboutit à la formation de deux cellules avec un matériel génétique uniformément réparti.
Amitose - division cellulaire directe en deux, ce qui n'assure pas une distribution uniforme du matériel génétique entre les cellules filles.
Endomitose - le processus de duplication de l'ADN, accompagné d'un doublement multiple des chromosomes sans diviser le cytoplasme.
Politénie - une augmentation de la quantité d'ADN, sans augmentation du nombre de chromosomes. Les chromosomes deviennent gigantesques.
cycle cellulaire- c'est l'existence d'une cellule depuis le moment de sa formation en divisant la cellule mère jusqu'à sa propre division ou mort.
Cycle mitotique- un ensemble d'événements qui se produisent dans le processus de préparation d'une cellule pour la division et pendant la division elle-même.
La signification biologique de la mitose est qu'en conséquence, deux cellules filles sont formées avec un ensemble de chromosomes identiques à l'ensemble de la cellule mère. Phases de la mitose ˸ interphase (périodes G - présynthétique, S - synthétique, G - post-synthétique), prophase, métaphase, anaphase, télophase.
Les chromosomes d'une cellule en division ont la forme de bâtonnets droits ou courbes. Chaque chromosome est divisé en deux bras par une constriction primaire, ou centromère. Selon la localisation de la constriction primaire, on distingue trois types de chromosomes : bras égaux, ou métacentriques, bras inégaux, ou submétacentriques et acrocentriques (avec un bras long et le second très court). Certains chromosomes ont une constriction secondaire (organisateur nucléolaire). Dans cette région du chromosome, un nucléole se forme dans le noyau en interphase. Le chromosome en métaphase est constitué de deux chromatides - des fils torsadés en spirale reliés l'un à l'autre dans la sphère de la constriction primaire. Lorsque la division cellulaire est terminée, les chromatides de chaque chromosome pénètrent dans des cellules différentes et se transforment en chromosomes indépendants. Les principaux composants chimiques des chromosomes sont l'ADN (environ 40 %) et les protéines (environ 60 %). La composition des chromosomes comprend également l'ARN, les lipides, les glucides, les ions métalliques.
Le nombre de chromosomes dans les cellules de chaque type d'organisme est constant. L'ensemble des chromosomes dans les cellules germinales est appelé haploïde et est désigné par la lettre latine n. L'ensemble des chromosomes appariés dans les cellules somatiques est appelé diploïde et est noté 2n. L'ensemble des chromosomes dans les cellules d'organismes appartenant à la même espèce est caractérisé par une certaine taille, forme, nombre et s'appelle un caryotype. Tous les chromosomes d'une cellule peuvent être divisés en deux groupes: les autosomes, ou chromosomes non sexuels, et les chromosomes sexuels - les hétérochromosomes. Les hétérochromosomes déterminent les caractéristiques sexuelles d'un organisme. Le caryotype humain est représenté par 46 chromosomes, dont 44 sont des autosomes et deux chromosomes sexuels.
Types de division cellulaire somatique - concept et types. Classification et caractéristiques de la catégorie "Types de division cellulaire somatique" 2015, 2017-2018.
La manière la plus universelle de diviser les cellules somatiques, c'est-à-dire cellules du corps (du grec. soma - corps), est la mitose. Ce type de division cellulaire a été décrit pour la première fois par l'histologue allemand W. Fleming en 1882, qui a observé l'émergence et décrit le comportement des structures filamenteuses dans le noyau pendant la période de division.
C'est de là que vient le nom du processus de division - mitose (du grec mitos - fil).
Au cours de la division mitotique, le noyau cellulaire subit une série de changements séquentiels strictement ordonnés avec la formation de structures filamenteuses spécifiques. En mitose, on distingue plusieurs phases : prophase, prométaphase, métaphase, anaphase et télophase (Fig. II.2).
La prophase est la première étape de préparation à la division. En prophase, la structure en réseau du noyau se transforme progressivement en fils visibles (chromosomiques) en raison de la spiralisation, du raccourcissement et de l'épaississement des chromosomes. Pendant cette période, vous pouvez observer la double nature des chromosomes, car. chaque chromosome semble longitudinalement doublé. Ces moitiés de chromosomes (résultat de la reduplication (doublement) des chromosomes dans la phase 3), appelées chromatines soeurs, sont maintenues ensemble par un site commun - le centromère. La divergence des centrioles vers les pôles et la formation du fuseau de division (2n4c) commencent.
En prométaphase, la spiralisation des fils chromosomiques se poursuit, la membrane nucléaire disparaît, le caryolymphe et le cytoplasme se mélangent avec la formation de myxoplasme, ce qui facilite le mouvement des chromosomes vers le plan équatorial de la cellule (2n4c).
En métaphase, tous les chromosomes sont situés dans la zone équatoriale de la cellule, formant ce que l'on appelle la "plaque de métaphase". Au stade de la métaphase, les chromosomes sont les plus courts, car à ce moment-là, ils sont le plus fortement spiralisés et condensés. Cette étape est la plus appropriée pour compter le nombre de chromosomes dans une cellule, étudier et décrire leur structure, déterminer les tailles, etc. La disposition des chromosomes les uns par rapport aux autres est aléatoire. Le fuseau de division est complètement formé et les fils du fuseau sont attachés aux centromères des chromosomes (2n4c).
| L'anaphase est la phase suivante de la mitose, lorsque les centromères des chromosomes se divisent. Les fibres du fuseau tirent les chromatides sœurs, qui peuvent désormais être appelées chromosomes filles, vers différents pôles de la cellule. Cela garantit une distribution cohérente et précise du matériel chromosomique dans les cellules filles (2n2c). En télophase, les chromosomes filles déspiralisent et perdent progressivement leur individualité visible. La coquille du noyau est formée, la division symétrique du corps cellulaire commence par la formation de deux cellules indépendantes (2n2c), dont chacune entre dans la période O, interphase. Et le cycle se répète à nouveau. La signification biologique de la mitose est la suivante. 1. Les événements survenant au cours du processus de mitose conduisent à la formation de deux gènes - | Riz. II.2. Schéma de division cellulaire mitotique : a - interphase; 6c, d, e - différents stades de la prophase ; f, g - prométaphase; h, je - métaphase ; à - anaphase; l,m~télophase ; et - formation de deux cellules filles |
des cellules filles strictement identiques, chacune contenant des copies exactes du matériel génétique de la cellule ancestrale (mère).
2. La mitose assure la croissance et le développement de l'organisme dans la période embryonnaire et post-embryonnaire. Le corps humain adulte se compose d'environ 1014 cellules, ce qui nécessite environ 47 cycles de division cellulaire d'un seul ovule (zygote) fécondé par le sperme.
3. La mitose est un mécanisme de régénération universel, fixé par l'évolution, c'est-à-dire la restauration de cellules corporelles perdues ou fonctionnellement obsolètes.
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cycle cellulaire- la période de la vie d'une cellule à partir du moment de sa formation en divisant la mère à sa propre division.
Méthodes de division cellulaire somatique :
1) division en deux, ou binaire ;
2) amitose - division directe;
3) mitose - division indirecte;
4) méiose - division de réduction.
Division en deux, ou binaire caractéristique des cellules procaryotes (bactéries), qui ont nucléoïde- l'appareil génétique d'une cellule bactérienne (chromosome bactérien). C'est une molécule d'ADN en forme d'anneau non connectée aux histones. Le nucléoïde est généralement situé au centre de la cellule et n'est pas délimité par sa membrane du contenu de la cellule. La division du nucléoïde se produit après l'achèvement de la réplication de l'ADN. La divergence de l'ADN fille est assurée par la croissance de la membrane cellulaire. Avant la division cellulaire, l'ADN est doublé pour former 2 molécules d'ADN circulaires. Ensuite, la membrane cellulaire se développe dans le cytoplasme, est intégrée entre 2 molécules d'ADN et divise la cellule en deux.
Amitose - division directe noyau interphase de la cellule par constriction, dans lequel la formation du fuseau de division ne se produit pas. Au cours de l'amitose, le noyau se divise, tandis que le cytoplasme peut rester indivis. Dans ce cas, les chromosomes sont répartis de manière inégale. Par amitose, les cellules se divisent dans lesquelles se produisent des processus pathologiques, par exemple des cellules de tumeurs malignes. Chez l'homme et les animaux, les cellules du foie, du tissu cartilagineux et de la cornée de l'œil se divisent de manière amitotique. Chez les plantes, les cellules de l'endosperme se divisent de manière amitotique. Signes caractérisant l'amitose :
1) la division nucléaire peut se produire sans division du cytoplasme ;
2) il se produit dans des cellules spécialisées (dans les cellules du tissu cartilagineux, la cornée de l'œil);
3) une cellule dans laquelle une amitose s'est produite n'est pas capable de mitose.
La mitose est le principal type de division cellulaire eucaryote.
La mitose est division indirecte des cellules somatiques d'organismes eucaryotes, dans laquelle les noyaux filles portent le même nombre de chromosomes que la cellule mère. La mitose fournit une augmentation du nombre de cellules dans le corps, la croissance, les processus de régénération.En 1874, I.D. Chistyakov a décrit certaines phases de la mitose dans les spores de lycopode et de prêle. Ensuite, le botaniste allemand E. Strasburger (1876–1879) a étudié en détail la mitose dans les cellules végétales et le cytologiste allemand W. Flemming (1882) dans les cellules animales.
Cycle mitotique- un ensemble de processus intervenant dans la cellule lors de sa préparation à la division et lors de sa division.
Le cycle mitotique est divisé en interphase et mitose(Fig. 26). Interphase est l'intervalle de temps entre les divisions cellulaires. L'interphase est subdivisée en trois phases - G 1, S, G 2.
Dans la période postmitotique (présynthétique) - phase G 1 la cellule se prépare à la duplication de l'ADN : croissance intensive de la cellule ; biosynthèse active de l'ARN, des protéines, des lipides, des glucides, de l'ATP et des enzymes.
Dans la période synthétique - phase S, dont la durée est de 6 à 8 heures, le processus principal est réalisé - la réplication de l'ADN (doublement des chromosomes). Méthode de synthèse d'ADN - réplication ou auto-doublement molécules ADN. Lors de la réplication, le transfert d'informations héréditaires de l'ADN maternel à l'ADN fille se produit en le reproduisant avec précision. À la suite de la réplication de l'ADN, chaque chromosome se double et se compose de deux chromatides. Les chromatides sont connectées au niveau du centromère.
Dans la période prémitotique (postsynthétique) - phase G 2, d'une durée de 2 à 6 heures, se produit : dédoublement des organites ; synthèse de protéines, lipides, glucides, synthèse d'ATP; les protéines nécessaires à la formation des microtubules du fuseau sont synthétisées.
Riz. 26. Schéma du cycle mitotique
Un organite, le centre cellulaire (centrosome), participe à la division des cellules animales. C'est un organite non membranaire situé près du noyau, dans le cytoplasme de la cellule. Le centre cellulaire est impliqué dans la formation du fuseau de division lors de la reproduction cellulaire. Les chromosomes en interphase sont doublés et, entrant en mitose, se composent de deux chromosomes frères. La mitose (M) est divisée en 4 phases : prophase, métaphase, anaphase et télophase(Fig. 27).
Prophase - l'étape de la mitose, au cours de laquelle se produit la condensation des chromosomes, les nucléoles se désintègrent, le fuseau de division commence à se former . À prophase Chaque chromosome est constitué de deux chromatides reliées entre elles par le centromère. En fin de prophase, le nucléole disparaît, les centrioles divergent vers les pôles de la cellule. Un fuseau mitotique est formé, composé de microtubules.
métaphase- stade de la mitose, au cours duquel les chromosomes s'alignent à l'équateur du fuseau, formant une plaque métaphasique. Au début métaphase l'enveloppe nucléaire se décompose. Chaque chromosome est attaché par sa région centrale (centromère) à l'un des microtubules. Il existe également un kinétochore, qui est situé près du centrometa et régule l'emplacement et la direction du mouvement des chromosomes. En métaphase, les chromosomes sont situés dans la région équatoriale de la cellule, formant une plaque métaphasique.
Les chromatides se distinguent clairement au cours de la métaphase de la mitose, lorsque le chromosome est constitué de deux chromatides.
Anaphase - stade de la mitose, caractérisé par la divergence des chromatides soeurs aux pôles opposés de la cellule. C'est l'étape la plus courte de la mitose. Après la division du centromère, les chromatides divergent en noyaux filles et deviennent des chromosomes indépendants.
Le mouvement des chromosomes est effectué grâce aux fils du kinétochore et du fuseau, qui contractent et étirent les chromatides de l'équateur aux pôles de la cellule.
Télophase- le stade de la mitose, caractérisé par la formation de noyaux filles. Aux pôles des cellules, les chromosomes déspiralisent et prennent la forme de longs filaments, ce qui est caractéristique d'un noyau qui ne se divise pas. Des noyaux filles sont formés, et en eux - des nucléoles. Les noyaux filles forment l'enveloppe nucléaire, le nucléoplasme. Au cours de la télophase, cytokinèse- division du cytoplasme, à la suite de laquelle deux cellules filles identiques sont séparées l'une de l'autre. Ils sont une copie génétique de la cellule mère et contiennent un ensemble diploïde de chromosomes - 2nc.
Riz. 27. Phases de la mitose dans une cellule animale : Prophase A-B ; G - prométaphase ; D - métaphase; E - anaphase; G - télophase ; Z- cytokinèse
La signification biologique de la mitose. La mitose assure la continuité génétique des générations cellulaires, la stabilité génétique, c'est-à-dire la constance d'espèce du nombre de chromosomes dans les cellules.
Indice mitotique(m) est le rapport du nombre de cellules subissant une mitose dans le tissu au nombre total de cellules dans le tissu ou la culture. L'indice mitotique est déterminé par la formule m = N m / N, où N m est le nombre de cellules subissant une mitose dans le tissu et N est le nombre total de cellules tissulaires (1000 cellules). Chaque tissu a son propre index mitotique. Ses valeurs les plus élevées sont typiques de la couche germinale de la peau (0,7), des méristèmes apicaux et latéraux (0,7), de l'épithélium de l'intestin grêle (0,78), des cellules rouges de la moelle osseuse (0,74) et des valeurs plus faibles pour le tissu musculaire squelettique (0,0001) et tissu nerveux (0,0001).
Méiose
La méiose est le processus de division des cellules diploïdes des gonades, au cours duquel on observe une division de réduction, entraînant une diminution du nombre de chromosomes dans les cellules filles de moitié et une division égale, conduisant à la formation de gamètes. La méiose a été découverte par W. Flemming en 1882 chez les animaux, et E. Strasburger en 1888 a révélé une réduction du nombre de chromosomes chez les plantes.
interphase de la méiose. En interphase, le doublement des molécules d'ADN se produit dans la période de synthèse. Cela double les chromosomes. Chaque chromosome contient 2 chromatides (2n2c).
1. Première division de la méiose
Prophase 1. Les chromosomes doublés en interphase entrent en prophase 1.
Ainsi, au début de la prophase, les chromosomes sont doublés (ensemble diploïde) et chacun d'eux contient 2 chromatides (2n2c). Ensuite, les processus (Fig. 28) de conjugaison et de croisement sont effectués. En prophase-1, on distingue les stades : leptoten, zygoten, pachytene, diplotene, diacinèse.
La conjugaison des chromosomes est le processus de convergence temporelle par paires de chromosomes homologues. Leptotena- le stade des fils fins. Sur le stades zygotènes les chromosomes homologues se réunissent par paires et forment des tétrades - structures de quatre chromatides, ou bivalents. En raison de la conjugaison, chaque bivalent se compose de 4 chromatides sœurs. La formule du matériel génétique est 2n4c.
Le croisement est le croisement de chromosomes ou de chromatides homologues, accompagné de l'échange des sections correspondantes entre les chromatides (processus de recombinaison). Sur le stades pachytènes chez les bivalents, un croisement se produit: un échange mutuel de sections identiques sur la longueur des chromosomes homologues, des chiasmes se forment - des endroits où les chromosomes se croisent. Étant donné que chaque chiasme correspond à un événement de croisement impliquant deux chromatides non sœurs, l'intensité du processus de croisement peut être jugée à partir du nombre de chiasmes. Dans le jeu de chromosomes humains, le nombre de chiasmas varie de 35 à 66. Il est possible d'échanger des coupes entre chromatides non sœurs de chromosomes voisins - (échange non sœur) ou entre chromatides sœurs - au sein d'un même chromosome (échange sœur) .
La conséquence génétique du croisement est la recombinaison des gènes, la formation de matériel génétiquement hétérogène, l'émergence de différences génétiques entre les chromatides, ce qui donne une grande variabilité génétique des gamètes. Sur le stades diplotènes le complexe tétrade est détruit. Les homologues se repoussent. diacinèse- le stade complétant la prophase de la méiose-1, transition vers la métaphase-1. Les bivalents sont raccourcis, le noyau est détruit et le fuseau de fission commence à se former.
Métaphase 1. Les bivalents, déjà génétiquement hétérogènes, sont disposés en 2 couches le long de l'équateur de la cellule.
Anaphase 1. En anaphase, les chromosomes constitués de 2 chromatides divergent vers les pôles, c'est-à-dire que les moitiés de bivalents divergent. Ce processus est appelé division de réduction, à la suite de quoi deux cellules sont formées, qui contiennent un chromosome, mais chaque chromosome est constitué de deux chromatides. Un ensemble haploïde de chromosomes est formé. Par conséquent, la formule du matériel génétique en anaphase-1 a la forme - n2c).
Télophase 1. 2 cellules sont formées avec un ensemble haploïde de chromosomes et une double quantité d'ADN. Le fuseau de la division est détruit. L'enveloppe nucléaire apparaît. À la fin de la télophase 1, une cytokinèse se produit (divisant le cytoplasme à l'aide d'une constriction), en outre, des dyades se forment, c'est-à-dire Chaque cellule contient 2 chromatides sœurs reliées par un centromère.
Ainsi, déjà après la première division méiotique, la cellule contient un ensemble haploïde de chromosomes et chaque chromosome est constitué de deux chromatides.
2. La deuxième division de la méiose - division d'égalisation (mitose de la méiose). Entre les première et deuxième divisions de la méiose, il y a une période - interkinésie. Contrairement à l'interphase, l'ADN ne se réplique pas en interkinésie et le doublement chromosomique ne se produit pas.
La deuxième division de la méiose comprend les mêmes phases que la première division - prophase-2, métaphase-2, anaphase-2, télophase-2.
Dans la prophase-2 et la métaphase-2 de la méiose, deux chromatides sont encore préservées dans chaque chromosome. Dans la prophase II de la méiose, l'ensemble de chromosomes d'une cellule peut être écrit comme la formule 1 n 2 c (n est le nombre de chromosomes, c est le nombre de chromatides).
En anaphase-2, les chromatides sœurs divergent vers les pôles de la cellule et chacune d'elles devient un chromosome indépendant. En raison de la divergence des chromatides aux pôles de la cellule, partage égalitaire.
En télophase -2, la formule du matériel génétique est n c.
Riz. 28 . stades de la méiose. Comportement chromosomique. Les chromosomes paternels sont noirs, les chromosomes maternels sont blancs.
Ainsi, la méiose consiste en deux divisions successives (réduction et égalisation). Avant la première division de la méiose, en interphase, la synthèse d'ADN se produit, à la suite de quoi il y aura deux chromatides dans chaque chromosome (réplication d'ADN unique - 2n2c). La division par réduction se termine par la formation de deux cellules contenant un ensemble haploïde de chromosomes constitué de deux chromatides (1n2c). Il n'y a pas d'interphase avant la deuxième division de la méiose. Par conséquent, la deuxième division n'est pas précédée d'une synthèse d'ADN et d'un doublement chromosomique. À la suite d'une division égale (mitose de la méiose), 4 cellules haploïdes génétiquement hétérogènes sont formées à partir d'une cellule diploïde initiale de la gonade. Après division égalisante, la formule du matériel génétique ressemble à - 1n1c.
La signification biologique de la méiose consiste en : 1) dans la formation de matériel génétiquement divers en raison du croisement ; 2) dans la diversité des espèces, puisque la méiose sert de base à la variabilité combinatoire des organismes ; 3) dans la formation des gamètes impliqués dans la reproduction sexuée ; 4) dans le maintien de la constance génétique des espèces.
