Mitose, cycle cellulaire. Qu'est-ce que la mitose et quel processus se produit dans la prophase de la mitose ? La dernière phase de la mitose est

Que sont la mitose et la méiose et quelles sont leurs phases ? cellules avec quelques différences. Au cours de la méiose, quatre noyaux filles se forment à partir du noyau mère, dans lesquels le nombre de chromosomes est réduit de moitié. La mitose se produit également, mais dans ce type, seules deux cellules filles sont formées avec les mêmes chromosomes que les parents.

Alors, la méiose ? Ce sont des procédures de division biologique qui produisent des cellules dotées de chromosomes spécifiques. La reproduction par mitose se produit dans les organismes vivants multicellulaires et complexes.

Étapes

La mitose se déroule en deux étapes :

1. Doubler les informations au niveau des gènes. Ici, les cellules mères se répartissent l’information génétique entre elles. A ce stade, les chromosomes changent.
2. Stade mitotique. Il se compose de périodes.

La formation cellulaire se déroule en plusieurs étapes.

Étapes

La mitose se divise en plusieurs phases :

• télophase;
• anaphase;
• métaphase;
• prophase.

Ces phases se déroulent dans un certain ordre et ont leurs propres caractéristiques.

Dans tout organisme multicellulaire complexe, la mitose implique le plus souvent une division cellulaire selon un type indifférencié. Pendant la mitose, la cellule mère se divise en cellules filles, généralement deux. L'un d'eux devient une tige et continue la division, et le second arrête de se diviser.

Interphase

L'interphase est la préparation de la cellule à la division. Généralement, cette étape dure jusqu'à vingt heures. À ce stade, de nombreux processus différents ont lieu au cours desquels les cellules se préparent à la mitose.

Pendant cette période, la division des protéines se produit et le nombre d'organites dans la structure de l'ADN augmente. À la fin de la division, les molécules génétiques doublent, mais le nombre de chromosomes ne change pas. Les ADN identiques sont épissés et constituent deux chromatides dans une molécule. Les chromatides résultantes sont identiques et sœurs.

Une fois l’interphase terminée, la mitose proprement dite commence. Il se compose de prophase, métaphase, anaphase et télophase.

Prophase

La première phase de la mitose est la prophase. Cela dure environ une heure. Elle est classiquement divisée en plusieurs étapes. Au stade initial de la prophase de la mitose, le nucléole s'agrandit, ce qui entraîne la formation de molécules. À la fin de la phase, chaque chromosome est déjà constitué de deux chromatides. Les nucléoles et les membranes nucléaires se dissolvent, tous les éléments de la cellule sont en désordre. De plus, dans la prophase de la mitose, une division de l'achromatine se forme, certains fils traversent toute la cellule et d'autres sont connectés aux éléments centraux. Durant ce processus, le contenu du code génétique reste inchangé.

Le nombre de chromosomes ne change pas en prophase de mitose. Que se passe-t-il d'autre ? Au cours de la prophase de la mitose, la membrane nucléaire se désintègre, ce qui entraîne l'arrivée des chromosomes en spirale dans le cytoplasme. Les particules de la membrane nucléaire désintégrée forment de petites vésicules membranaires.

Dans la prophase de la mitose, il se produit ce qui suit : la cellule animale devient ronde, mais chez les plantes, elle ne change pas de forme.

Métaphase

Après la prophase vient la métaphase. Dans cette phase, la spiralisation des chromosomes atteint son apogée. Les chromosomes raccourcis commencent à se déplacer vers le centre de la cellule. Pendant le mouvement, ils sont situés de manière égale dans les deux parties. Ici, la plaque métaphase est formée. Lors de l’examen d’une cellule, les chromosomes sont clairement visibles. C'est pendant la métaphase qu'ils sont faciles à compter.

Après la formation de la plaque métaphasique, l'ensemble des chromosomes inhérents à ce type cellulaire est analysé. Cela se produit en bloquant la ségrégation des chromosomes à l'aide d'alcaloïdes.

Chaque organisme possède son propre ensemble de chromosomes. Par exemple, le maïs en a 20 et les fraises du jardin en ont 56. Le corps humain a moins de chromosomes que les baies, seulement 46.

Anaphase

Tous les processus se produisant pendant la prophase de la mitose se terminent et l'anaphase commence. Au cours de ce processus, toutes les connexions chromosomiques sont rompues et commencent à se déplacer dans des directions opposées les unes aux autres. En anaphase, les chromosomes apparentés deviennent indépendants. Ils finissent dans des cellules différentes.

La phase se termine par la divergence des chromatides vers les pôles de la cellule. C'est également ici que se produit la répartition des informations héréditaires entre les cellules filles et mères.

Télophase

Les chromosomes sont situés aux pôles. Au microscope, ils deviennent difficiles à voir, car une enveloppe nucléaire se forme autour d'eux. Le fuseau de fission est complètement détruit.

Chez les plantes, la membrane se forme au centre de la cellule, s'étendant progressivement vers les pôles. Il divise la cellule mère en deux parties. Une fois la membrane complètement développée, une paroi cellulosique apparaît.

Caractéristiques de la mitose

La division cellulaire peut être inhibée en raison des températures élevées, de l’exposition à des poisons et aux radiations. Lors de l'étude de la mitose cellulaire dans divers organismes multicellulaires, des poisons peuvent être utilisés pour inhiber la mitose au stade métaphase. Cela vous permet d'étudier les chromosomes en détail et d'effectuer un caryotopage.

Mitose dans le tableau

Considérez les phases de division cellulaire dans le tableau ci-dessous.

Le processus des étapes de la mitose peut également être retracé dans le tableau.

Mitose chez les animaux et les plantes

Les caractéristiques de ce procédé peuvent être décrites dans un tableau comparatif.

Nous avons donc examiné le processus de division cellulaire chez les organismes animaux et végétaux, ainsi que leurs caractéristiques et leurs différences.

La mitose (caryocinèse, division indirecte) est le processus de division du noyau des cellules humaines, animales et végétales, suivi de la division du cytoplasme cellulaire. Dans le processus de division du noyau cellulaire (voir), plusieurs étapes sont distinguées. Dans le noyau, qui se situe dans la période entre la division cellulaire (interphase), (voir) sont généralement représentés par des fils fins et longs (Fig., a) entrelacés ; La membrane nucléaire et le nucléole sont clairement visibles.

Le noyau aux différentes phases de la mitose : a - noyau non en division en interphase ; b - d - stade de prophase ; d - stade métaphase ; e - stade anaphase ; g et h - stade télophase ; et - la formation de deux noyaux filles.

Au premier stade de la mitose, appelé prophase, les chromosomes deviennent clairement visibles (Fig., b-d), ils se raccourcissent et s'épaississent, un espace apparaît le long de chaque chromosome, le divisant en deux parties complètement similaires l'une à l'autre, grâce à quoi chaque chromosome apparaît double. Au cours de l'étape suivante de la mitose - métaphase, la membrane nucléaire est détruite, le nucléole se dissout et les chromosomes se retrouvent dans le cytoplasme de la cellule (Fig., e). Tous les chromosomes sont disposés sur une rangée le long de l’équateur, formant ce qu’on appelle la plaque équatoriale (stade étoilé). Le centrosome subit également des modifications. Elle est divisée en deux parties, divergentes vers les pôles de la cellule ; des fils se forment entre elles, formant un fuseau achromatine biconique (Fig. e. f).

La mitose (du grec mitos - fil) est une division cellulaire indirecte, consistant en la répartition uniforme du double nombre de chromosomes entre les deux cellules filles résultantes (Fig.). Le processus de mitose implique deux types de structures : les chromosomes et l'appareil achromatine, qui comprend des centres cellulaires et un fuseau (voir Cellule).

Représentation schématique du noyau interphase et des différentes étapes de la mitose : 1 - interphase ; 2 - prophase ; 3 - prométaphase ; 4 et 5 - métaphase (4 - vue depuis l'équateur, 5 - vue depuis le pôle cellulaire) ; 6 - anaphase ; 7 - télophase ; 8 - télophase tardive, début de la reconstruction nucléaire ; 9 - cellules filles en début d'interphase ; NW - enveloppe nucléaire ; YAK - nucléole ; XP-chromosomes ; C - centriole ; B - broche.

La première étape de la mitose - la prophase - commence par l'apparition dans le noyau cellulaire de minces filaments - les chromosomes (voir). Chaque chromosome en prophase est constitué de deux chromatides, étroitement adjacentes en longueur ; l'un d'eux est le chromosome de la cellule mère, l'autre est nouvellement formé suite à la reduplication de son ADN sur l'ADN du chromosome mère en interphase (pause entre deux mitoses). À mesure que la prophase progresse, les chromosomes s’enroulent en spirale, ce qui les amène à se raccourcir et à s’épaissir. A la fin de la prophase, le nucléole disparaît. En prophase, le développement de l'appareil achromatine se produit également. Dans les cellules animales, les centres cellulaires (centrioles) bifurquent ; autour d'eux, apparaissent dans le cytoplasme des zones qui réfractent fortement la lumière (centrosphères). Ces formations commencent à diverger dans des directions opposées, formant à la fin de la prophase deux pôles de la cellule, qui à ce moment-là acquièrent souvent une forme sphérique. Dans les cellules des plantes supérieures, il n'y a pas de centrioles.

La prométaphase est caractérisée par la disparition de la membrane nucléaire et la formation dans la cellule d'une structure filamenteuse fusiforme (fuseau d'achromatine), dont certains fils relient les pôles de l'appareil achromatine (fils interzonaux), et d'autres - chacun des deux chromatides aux pôles opposés de la cellule (fils de traction). Les chromosomes, situés au hasard dans le noyau de la prophase, commencent à se déplacer vers la zone centrale de la cellule, où ils se situent dans le plan équatorial du fuseau (métakinèse). Cette étape est appelée métaphase.

Pendant l'anaphase, les partenaires de chaque paire de chromatides divergent vers les pôles opposés de la cellule en raison de la contraction des fils du fuseau de traction. Désormais, chaque chromatide reçoit le nom d'un chromosome fille. Les chromosomes qui ont divergé vers les pôles se rassemblent en groupes compacts, caractéristiques de la prochaine étape de la mitose - la télophase. Dans ce cas, les chromosomes commencent à se déspirer progressivement, perdant leur structure dense ; une enveloppe nucléaire apparaît autour d'eux - le processus de reconstruction nucléaire commence. Le volume des nouveaux noyaux augmente et des nucléoles y apparaissent (début de l'interphase, ou stade du « noyau au repos »).

Le processus de séparation de la substance nucléaire d'une cellule - caryocinèse - s'accompagne de la séparation du cytoplasme (voir) - cytokinèse. Dans les cellules animales en télophase, une constriction apparaît dans la zone équatoriale qui, en s'approfondissant, conduit à la division du cytoplasme de la cellule d'origine en deux parties. Dans les cellules végétales, dans le plan équatorial, un septum cellulaire est formé de petites vacuoles du réticulum endoplasmique, séparant deux nouveaux corps cellulaires l'un de l'autre.

En principe, l'endomitose est proche de la mitose, c'est-à-dire le processus consistant à doubler le nombre de chromosomes dans les cellules, mais sans séparer les noyaux. Après l’endomitose, une division directe des noyaux et des cellules, appelée amitose, peut se produire.

Voir aussi Caryotype, Noyau cellulaire.

Mitose- il s'agit d'une division cellulaire dans laquelle les cellules filles sont génétiquement identiques à la mère et entre elles. Autrement dit, pendant la mitose, les chromosomes sont doublés et répartis entre les cellules filles de sorte que chacune reçoive une chromatide de chaque chromosome.

Il y a plusieurs étapes (phases) dans la mitose. Cependant, la mitose elle-même est précédée d'une longue période interphase. La mitose et l'interphase constituent ensemble le cycle cellulaire. Pendant l'interphase, la cellule se développe, des organites s'y forment et des processus de synthèse sont activement en cours. Pendant la période de synthèse d’interphase, l’ADN est redupliqué, c’est-à-dire doublé.

Après la duplication des chromatides, elles restent connectées dans la région centromères, c'est-à-dire que le chromosome est constitué de deux chromatides.

La mitose elle-même comporte généralement quatre étapes principales (parfois plus).

La première étape de la mitose est prophase. Au cours de cette phase, les chromosomes tournent en spirale et acquièrent une forme compacte et tordue. De ce fait, les processus de synthèse d’ARN deviennent impossibles. Les nucléoles disparaissent, ce qui signifie que les ribosomes ne se forment pas non plus, c'est-à-dire que les processus de synthèse dans la cellule sont suspendus. Les centrioles divergent vers les pôles (vers différentes extrémités) de la cellule et un fuseau de division commence à se former. En fin de prophase, l'enveloppe nucléaire se désintègre.

Prométaphase- Il s'agit d'une étape qui n'est pas toujours isolée séparément. Les processus qui s'y produisent peuvent être attribués à une prophase tardive ou à une métaphase précoce. En prométaphase, les chromosomes se retrouvent dans le cytoplasme et se déplacent de manière aléatoire dans la cellule jusqu'à ce qu'ils se connectent au fil du fuseau dans la région du centromère.

Le filament est un microtubule construit à partir de la protéine tubuline. Il se développe en attachant de nouvelles sous-unités de tubuline. Dans ce cas, le chromosome s'éloigne du pôle. Du côté de l'autre pôle, un fil de broche s'y fixe également et l'éloigne également du pôle.

Deuxième étape de la mitose - métaphase. Tous les chromosomes sont situés à proximité, dans la région équatoriale de la cellule. Deux filaments du fuseau sont attachés à leurs centromères. En mitose, la métaphase est l’étape la plus longue.

La troisième étape de la mitose est anaphase. Dans cette phase, les chromatides de chaque chromosome sont séparées les unes des autres et, grâce aux filaments des fuseaux qui les tirent, elles se déplacent vers des pôles différents. Les microtubules ne grandissent plus, mais se désassemblent. L'anaphase est une phase assez rapide de la mitose. Lorsque les chromosomes divergent, les organites cellulaires en quantités à peu près égales divergent également plus près des pôles.

La quatrième étape de la mitose est télophase- à bien des égards, le contraire de la prophase. Les chromatides se rassemblent aux pôles cellulaires et se déroulent, c'est-à-dire déspirales. Des membranes nucléaires se forment autour d'eux. Les nucléoles se forment et la synthèse de l'ARN commence. Le fuseau de fission commence à s'effondrer. Ensuite, le cytoplasme se divise - cytokinèse. Dans les cellules animales, cela se produit en raison de l'invagination de la membrane et de la formation d'un étranglement. Dans les cellules végétales, la membrane commence à se former intérieurement dans le plan équatorial et se dirige vers la périphérie.

La croissance et le développement des organismes vivants sont impossibles sans les processus de division cellulaire. L'un d'eux est la mitose - le processus de division des cellules eucaryotes dans lequel l'information génétique est transmise et stockée. Dans cet article, vous en apprendrez davantage sur les caractéristiques du cycle mitotique et vous familiariserez avec les caractéristiques de toutes les phases de la mitose, qui seront incluses dans le tableau.

Le concept de « cycle mitotique »

Tous les processus qui se produisent dans une cellule, commençant d'une division à une autre et se terminant par la production de deux cellules filles, sont appelés cycle mitotique. Le cycle de vie d'une cellule est aussi un état de repos et une période d'exercice de ses fonctions directes.

Les principales étapes de la mitose comprennent :

• Auto-duplication ou reduplication du code génétique, qui se transmet d'une cellule mère à deux cellules filles. Le processus affecte la structure et la formation des chromosomes.
• Cycle cellulaire- se compose de quatre périodes : présynthétique, synthétique, postsynthétique et, en fait, mitose.

Les trois premières périodes (présynthétique, synthétique et postsynthétique) font référence à l'interphase de la mitose.

Certains scientifiques appellent la période synthétique et post-synthétique la préprophase de la mitose. Étant donné que toutes les étapes se déroulent en continu, passant progressivement de l’une à l’autre, il n’y a pas de division claire entre elles.

Le processus de division cellulaire directe, la mitose, se déroule en quatre phases, correspondant à la séquence suivante :

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• Prophase ;
• Métaphase ;
• Anaphase;
• Télophase.

Riz. 1. Phases de la mitose

Vous pouvez trouver une brève description de chaque phase dans le tableau « Phases de la mitose », présenté ci-dessous.

Tableau "Phases de Mitose"

Le processus de cytotomie dans une cellule animale se produit à l'aide du sillon de clivage et dans une cellule végétale - à l'aide de la plaque cellulaire.

Formes atypiques de mitose

Des formes atypiques de mitose sont parfois rencontrées dans la nature :

• Amitose - une méthode de division directe du noyau, dans laquelle la structure du noyau est préservée, le nucléole ne se désintègre pas et les chromosomes ne sont pas visibles. Le résultat est une cellule à deux noyaux.

Riz. 2. Amitose

• Polythénie - Les cellules d'ADN augmentent plusieurs fois, mais sans augmenter le contenu en chromosomes.
• Endomitose - Au cours du processus après la réplication de l'ADN, il n'y a pas de séparation des chromosomes en chromatides filles. Dans ce cas, le nombre de chromosomes augmente des dizaines de fois, des cellules polyploïdes apparaissent, ce qui peut conduire à une mutation.

Riz. 3. Endomitose

Qu'avons-nous appris ?

Le processus de division indirecte des cellules eucaryotes se déroule en plusieurs étapes, chacune ayant ses propres caractéristiques. Le cycle mitotique comprend les étapes d'interphase et de division cellulaire directe, composées de quatre phases : prophase, métaphase, anaphase et télophase. Parfois, dans la nature, il existe des méthodes de division atypiques, notamment l'amitose, la polyténie et l'endomitose.

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