- Introduction -

Les cellules ont une aptitude à croître et à ce diviser en deux cellules filles de meme identité biologique que la cellule mère. La croissance et la division cellulaire représentent deux phases essentielles à la vie cellulaire ; c'est le cycle cellulaire. La stabilité du monde vivant depend de la transmission de l'information codées du patrimoine génétique de generation en generation ( de cellule en cellule, d'individu en individu ). Cette conformité chez les espèces pluricellulaires est assurée par la mitose. La reproduction sexuée est la fusion de deux germinales; les gamètes des deux individus parentaux. Le nombre de chromosome 2n est stable d'une generation à l'autre. Méiose > regulation par laquelle les cellules germinales diploïdes deviennent des cellules haploïdes encore nommées gametes lors de l’ovogenèse et la spermatogenèse. Leur fusion donne le retour à une être diploïde. La durée d'un cycle cellulaire varie selon le développement individuel et l'harmonie cellulaire. Lors d'une reproduction conforme, la transmission génétique d'une meme cellule mère à deux cellules filles nécessites d'abord une copie de l'ADN suivi de la division cellulaire.

Cycle cellulaire = cellule mère > cellule fille nécessite la duplication des chromosomes.

Le cycle cellulaire comporte deux périodes ;

• L'interphase

Les constructions cellulaires y sont synthétisées selon des données variables. Phase G1 : Phase de croissance cellulaire ( synthèse de protéines ), Phase S : Période de synthèse - réplication de l'ADN,  Phase G2 : Synthèse résiduelle de macromolécules puis mitose.

• La mitose

Noyau interphasique : Sphérique, ovoïde ( cellule épithéliale ), éliptique ( muscles ), plat. Si il survient un changement de forme, c'est le signe d'un état pathologique. Sa taille est égale à 1 / 3 du volume de la cellule.

Situation du noyau : Généralement centrale mais peut-être basale ou apicale.

Aspect ultra-structural : Le noyau dispose de 2 membranes formant l'enveloppe nucléaire. L’EXTÉRIEUR adhère aux ribosomes et est percé de pores. ENTRE intervient dans la communication avec les citernes du RE. L’INTÉRIEUR se compose de chromatine ( périphérique au noyau ), du nucléole et de nucléoplasme ( bouge le tout ).

Nota bene Il est a noté la presence de lamina structurale. Lamine > filament. Lamina > polymère

La chromatine : ADN nucléaire étroitement associé à une forte proportion de protéine basique > les histones. Lié en plus faible mesure à des protéines non-histones comme les polymérases ou topo-isomérase décondensant l'ADN par lecture. ADN + Histone + non-histone = chromatine. Les fibres nucléosomiques sont formés d' ADN + histones  et contribuent à la répartition des NUCLEOSOMES ( sous unités globulaires ). La chromatine forme des filaments granulaires constituant un nucléosome. Le nucléosome est relié par l'ADN collecteur > sequences linéaires. Une seule fibre nucléosomique possède un corps protéique à quatre types d'histones autour de laquelle s'enroule l'ADN double brins. Deux interactions électrostatiques maintiennent les deux elements ( compactage ). Il est décrit un système en collier de perle. En surface, des phénomènes d'acétylation et de déacétylation permettent d'organiser la lecture de l'ADN ( lecture impossible sous forme condenser). Il est dénombré 166 nucléotides enroulés sur l'octomère. L'ADN lié à l'octomère n'est pas dissous ce qui permet d'en déduire la longueur soit 11 mm. Le positionnement des histones répondent à des contraintes. L'histone H1 clampe les deux tours d'hélice et protège le nucléosome. La structure solenoïde est un degré supérieur de compactation mue par l'hétéro-chromatine attelée à la lamina. L'ADN composé de 46 chromosomes dispose de sites localisés de régions sensibles variables actives lorsqu'il est condenser pour empêcher la formation de nucléosmes.

• L'ADN connecteur entre deux nucléosomes : 60 paires de base ( p.d.b. )
• ADN enroulé : 146 p.d.b.
• Histone : 102 - 135 amino-acide
• H1 ~ 220 amino-acide
• 1 chromosome humain : 2600 branches d'une longueur 30 mm
• 1 chromosome de diamètre : 40 mm
• ADN linéaire : 5 cm mis bout à bout
• Décondenser : 2 mètres

L'enveloppe nucléaire comporte un réseau de protéine ( lamina) reliant l'ADN chromatine  à la membrane interne. Il s'agit d'une armature et un support d'organisation. Elle contribue à la perméabilité, la réplication de l'ADN, la position des pores nucléaires. L: 30 / 100 mm, Pm: 60 / 70000 Dalton, 3 glycoprotéines: Lamine famille A,B,C.

Le nucléole est composé d'hétérochomatide. Ca taille est généralement sphérique, sa taille reflétant l'activité. Ses organites contiennent de l'ARN et des protéines. Son centre est fibrillaire et granulaire. Le nucléole " disparaît" à la mitose. La maturation des ARN synthétisés implique la compartimentation du noyau. Les chromosomes sont reliés à 3 sites : 2 télomères, 1 centromère + le nucléosquelette ( domaine de fonctionnement ).

La mitose partage égalitairement le matériel héréditaire entre les deux cellules filles. Dans les cellules existent des organites cylindriques dont émanent 9 triplets microtubules près du noyau ( pas de végétaux, ni ovocyte ). L'ensemble des centromères est le diplosome. La duplication des centrioles lors de la phase S : 4 centrioles + 2 diplosomes. Microtubules + MAP = heteropolymere de tubulines ₐ et ᵦ.

- Événement nucléaire de la mitose -

La mitose se produit seulement si au cycle precedent, il n'y a pas eu de duplication de l'ADN. 4 phases : Prophase, Métaphase, Anaphase et Télophase.

PROPHASE

• Leptotene Condensation de la chromatine 1 x 1 non distinguable en filament grêle
• Zygotene Appariement 2 x 2, migration des chromosomes sur la lamina, fixation télomérienne formant un bouquet près des centrioles au niveau de l'enveloppe nucléaire. L'appariement commence par le bas au niveau d'un complexe synaptorial, puis opère une vrille des chromosomes
• Pachytene 2 chromosomes homologues totalement appariés avec échange de portions de chromatides
• Diplotene Décondensation partielle des centromères maintenus par des chiasmes
• Diacinese Recondensation centromérique, fuseau de division. Disparition du nucléole, vésicularisation de l'enveloppe nucléaire, arrêt de toute transcription, migration polaire des centrioles via les fibres polaires. Brassage intrachromosomique I
• Réalisation phase S
• Phosphorylation des histones H1 + p34CDC2
• Arrêt de toutes les transcriptions et présence de région nucléaire

MÉTAPHASE

• Achevement de la formation du fuseau de fibres astérien et kinetochorien, alignement des centromères sur le plan médian : le plan equatorial. Brassage intrachromosique I, II
• Fixation du chromosome en 2 chromatines
• 1 ligne de centromère

ANAPHASE

• Cytodinese Clivage de chaque centromères qui subissent 2 forces antagonistes grâce à la dépolarisation micro-tubulaire (kinétochore), ascension polaire des chromosomes, allongement des microtubules polaires (ATP)

TELOPHASE

• Decondensation des chromosomes, reformation de l'enveloppe nucléaire par des déphosphorylations des lamines associées, apparition du nucléole, disparition des microtubules, polaires et kinétochorien, division des cellules mère / fille par des filaments d'action sur le plan équatorial.

Role des kinétochores : Agencement essentiel en 2 lots identiques. Les chromosomes sans kinétochores présentent des anomalies.

La colchicine : cellule tetraphoide

Le centromère : Emplacement particulier ( construction primaire ). La chromatine du centromère est riche en sequence d'ADN. Peu de gène. Zone très résistante au nucléase. La duplication de l'ADN est incomplete en phase S. La phase d'ADN s'effectue tardivement = réparation complete.

Kinétochore : structure discoïdale d'un diamètre de 0,1 mm et 3 couches Interne (ADN), médiane et externe (microtubule) . Son domaine protéique créé des associations. Elle correspond à une unité de capture. Son fonctionnement depend de la maturation des kinétochores + ATP = collier d'activité.

1. Centre d'organisation des microtubules (dépolarisation ou polarisation)
2. Capture et association de liaison (20 à 40 microtubules sur un kinétochores)

Sur le fuseau, le kinétochore  a un role actif ; la libération se fait à n'importe quel point du fuseau. En bas, allongement du microtubule ( - de dimère ). En haut, raccourcissement du microtubule ( + de dimère ). La polarité s'inverse à la moitié.

Lamina : Elle se dépolarise à la mitose et en fin de prophase. Petit vésicule sur l'enveloppe nucléaire permet en debut de télophase, la refusion de la membrane et ce lié sur les chromosomes.

Toutes cellules qui entrent en mitose perd sa forme constitutive ( perte des microtubules ) pour devenir rondes. Elles retournent à sa forme après mitose. Partage égalitaire des chromosomes La condensation protège le matériel génétique. Le matériel cytologique est plaqué en dehors du fuseau d'où l'inégalité du partage des organites lors de la division cellulaire.

La durée d'une mitose est variable : Procaryote > 30 min, Eucaryote > de quelques heures à quelques années.

La durée de la mitose est constant pour un tissu donné. Proportionnellement, la prophase est la durée la plus longue 50 % du temps. Chez l'homme, sur 1 hr, le stade de preparation est la plus longue. La prophase dure 43 minutes. L'anaphase ne dure que 2 minutes.

L'information génétique de la cellule mère à la cellule fille est une transmission quantitativement et qualitativement égale. Sans phase S, pas de mitose. Transmission du meme genome. Les 2 cellules filles ont le meme patrimoine = Mitose à transmission horizontale du patrimoine génétique. La mitose permet la croissance tissulaire : la proliferation. Le nombre de mitose est limité. Après 30 mitoses > c'est la mort cellulaire provoqué par l'usure sur les télomères qui disparaissent peu à peu.