Mitose, méiose et cycle cellulaire

Deux formes de division nucléaire distribuent les chromosomes aux nouvelles cellules : la mitose copie un jeu complet dans chaque cellule fille, tandis que la méiose divise le jeu par deux pour former des gamètes et, ce faisant, génère une variation génétique.

Definition

La mitose est la division qui produit deux noyaux filles génétiquement identiques, la méiose est la division réductionnelle en deux étapes qui produit des gamètes haploïdes, et le cycle cellulaire est la séquence régulée d'événements par laquelle une cellule croît, réplique son ADN et se divise.

Scope

Ce sujet couvre les phases du cycle cellulaire et ses points de contrôle, les étapes de la mitose qui produisent deux cellules filles génétiquement identiques, les deux divisions de la méiose qui réduisent de moitié le nombre de chromosomes, l'appariement des homologues et le "crossing-over" (enjambement) dans la méiose I, et la manière dont les événements méiotiques fournissent la base physique des lois de Mendel. Il traite de la distribution ordonnée des chromosomes ; les erreurs dans ce processus sont couvertes sous l'aneuploïdie.

Core questions

• Quelles sont les phases du cycle cellulaire et comment les points de contrôle régulent-ils la progression ?
• Comment la mitose assure-t-elle que chaque cellule fille reçoit un jeu complet de chromosomes ?
• Comment les deux divisions de la méiose réduisent-elles de moitié le nombre de chromosomes ?
• Comment l'appariement des homologues et le "crossing-over" dans la méiose sous-tendent-ils les lois de Mendel ?

Key concepts

• Phases et points de contrôle du cycle cellulaire
• Étapes de la mitose
• Méiose I et méiose II
• Appariement des homologues et "crossing-over"
• Division réductionnelle et formation des gamètes

Mechanisms

L'ADN est répliqué en phase S, et lors de la division, un fuseau se fixe aux centromères pour séparer le matériel génétique ; en mitose, les chromatides sœurs se séparent pour donner des cellules identiques, tandis qu'en méiose, les chromosomes homologues s'apparient d'abord et échangent des segments par "crossing-over", puis se séparent, suivis d'une seconde division séparant les chromatides sœurs, divisant par deux le nombre de chromosomes et mélangeant les allèles.

Clinical relevance

Les événements méiotiques de séparation des homologues expliquent comment la recombinaison et l'assortiment indépendant génèrent la diversité des gamètes, tandis que les défaillances du contrôle du cycle cellulaire sont à l'origine du cancer et que les erreurs de séparation méiotique provoquent les aneuploïdies observées lors des fausses couches et dans des conditions telles que le syndrome de Down.

History

Flemming a décrit la mitose dans les années 1880 et la méiose a été caractérisée peu après ; la reconnaissance que le comportement des chromosomes méiotiques reflète la ségrégation mendélienne a cimenté la théorie chromosomique, et les contrôles moléculaires du cycle cellulaire ont été élucidés à la fin du XXe siècle, travail reconnu par le prix Nobel de 2001.

Key figures

• Walther Flemming
• Theodor Boveri
• Paul Nurse

Seminal works

• klug2019

Frequently asked questions

Quelle est la principale différence entre la mitose et la méiose ?

La mitose produit deux cellules filles génétiquement identiques à la cellule parentale et entre elles, tandis que la méiose implique deux divisions qui divisent par deux le nombre de chromosomes et, par le "crossing-over" et l'assortiment indépendant, produisent quatre gamètes génétiquement variés.

Pourquoi la méiose est-elle importante pour la variation génétique ?

La méiose mélange les allèles de deux manières : le "crossing-over" échange des segments entre chromosomes homologues, et l'assortiment indépendant distribue aléatoirement les chromosomes maternels et paternels, de sorte que chaque gamète porte une combinaison unique d'allèles.