Nous expliquons ce que sont la reproduction cellulaire, la méiose, la mitose et ses phases. De plus, son importance pour la diversité de la vie.
Qu’est-ce que la reproduction cellulaire ?
L’ étape du cycle cellulaire au cours de laquelle chaque cellule se divise pour former deux cellules filles différentes est appelée reproduction cellulaire ou division cellulaire . C’est un processus qui se produit dans toutes les formes de vie et qui garantit la pérennité de leur existence, ainsi que la croissance, la reconstitution des tissus et la reproduction chez les êtres multicellulaires .
La cellule est l’unité de base de la vie . Chaque cellule, comme les êtres vivants, a une durée de vie durant laquelle elle croît, mûrit, se reproduit et meurt.
Il existe différents mécanismes biologiques de reproduction cellulaire, c’est-à-dire qu’ils permettent de générer de nouvelles cellules , de répliquer leur information génétique et de recommencer le cycle .
À un certain moment de la vie des êtres vivants , leurs cellules cessent de se reproduire (ou commencent à le faire moins efficacement) et commencent à vieillir. Jusqu’à ce que cela se produise, la reproduction cellulaire a pour but de maintenir ou d’augmenter le nombre de cellules qui existent dans un organisme.
Dans les organismes unicellulaires , la reproduction cellulaire crée un organisme entièrement nouveau . Cela se produit généralement lorsque la cellule a atteint une certaine taille et un certain volume, ce qui diminue généralement l’efficacité de ses processus de transport des nutriments et, par conséquent, la division de l’individu est beaucoup plus efficace.
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Types de reproduction cellulaire
En principe, il existe trois principaux types de reproduction cellulaire . La première et la plus simple est la fission binaire , dans laquelle le matériel génétique cellulaire est répliqué et la cellule se divise en deux individus identiques, tout comme le font les bactéries , dotées d’un seul chromosome et de processus de reproduction asexuée .
Cependant, des êtres plus complexes, comme les eucaryotes , sont dotés de plus d’un chromosome (comme les humains , par exemple, qui ont une paire de chromosomes du père et un de la mère).
Dans les organismes eucaryotes, des processus plus compliqués de reproduction cellulaire sont appliqués :
- Mitose . C’est la forme la plus courante de division cellulaire des cellules eucaryotes. Dans ce processus, la cellule reproduit complètement son matériel génétique. Pour ce faire, il utilise une méthode d’arrangement des chromosomes dans la région équatoriale du noyau cellulaire , qui se divise ensuite en deux, générant deux ensembles de chromosomes identiques. Le reste de la cellule procède ensuite à la duplication et à la scission lente du cytoplasme , jusqu’à ce que la membrane plasmique finisse par diviser les deux nouvelles cellules filles en deux. Les cellules résultantes seront génétiquement identiques à leur parent.
- Méiose . C’est un processus plus complexe, qui produit des cellules haploïdes (avec la moitié de la charge génétique), comme les cellules sexuelles ou les gamètes, dotées de variabilité génétique. Cela se produit afin de fournir la moitié de la charge génomique lors de la fécondation, et ainsi d’obtenir une progéniture génétiquement unique, en évitant la reproduction clonale (asexuée). Par méiose, une cellule diploïde (2n) subit deux divisions consécutives, obtenant ainsi quatre cellules filles haploïdes (n).
Importance de la reproduction cellulaire
La division cellulaire crée des colonies d’organismes unicellulaires, mais elle permet surtout l’existence d’ organismes multicellulaires , constitués de tissus différenciés. Chaque tissu est endommagé, vieillit et finit par se développer, nécessitant des cellules de remplacement pour les anciennes ou endommagées, ou de nouvelles cellules à ajouter au tissu en croissance.
La division cellulaire permet à la fois la croissance des organismes et la réparation des tissus endommagés.
D’autre part, une division cellulaire désordonnée peut entraîner des maladies , dans lesquelles ce processus se produit de manière incontrôlable, menaçant la vie de l’individu (comme cela se produit chez les personnes atteintes de cancer). C’est pourquoi, dans la médecine moderne, l’étude de la division cellulaire est l’un des principaux domaines d’intérêt scientifique.
phases de la mitose
Dans la reproduction cellulaire de type mitose, on retrouve les phases suivantes :
- Interface . La cellule se prépare au processus de reproduction, en dupliquant son ADN et en prenant les mesures internes et externes pertinentes pour faire face avec succès au processus.
- Prophase . L’enveloppe nucléaire commence à se décomposer (jusqu’à ce qu’elle se dissolve progressivement). Tout le matériel génétique (ADN) se condense et forme des chromosomes. Le centrosome se duplique et chacun se déplace vers une extrémité de la cellule, où se forment les microtubules.
- métaphase . Les chromosomes s’alignent à l’équateur de la cellule. Chacun d’eux a déjà été dupliqué à l’interface, donc à ce stade, les deux copies sont séparées.
- Anaphase . Les deux groupes de chromosomes (identiques entre eux) s’éloignent grâce aux microtubules vers les pôles opposés de la cellule
- Télophase . Deux nouvelles enveloppes nucléaires se forment. Les microtubules disparaissent.
- Cytocinèse . La membrane plasmique étrangle la cellule et la divise en deux.
phases de la méiose
Dans la reproduction de type méiose , une nouvelle bipartition des cellules filles est alors réalisée , obtenant ainsi quatre cellules haploïdes.
La méiose comprend deux phases distinctes : la méiose I et la méiose II . Chacun d’eux est composé de plusieurs stades : prophase, métaphase, anaphase et télophase. La méiose I se distingue de la méiose II (et de la mitose) car sa prophase est très longue et au cours de son parcours les chromosomes homologues (identiques car un provient de chaque parent) s’apparient et se recombinent pour échanger du matériel génétique.
Méiose I. Connue sous le nom de phase réductrice, elle aboutit à deux cellules avec la moitié de la charge génétique (n).
- Prophase I. Il est composé de plusieurs étapes. Dans la première étape, l’ADN se condense en chromosomes. Les chromosomes homologues s’apparient ensuite pour former une structure caractéristique appelée complexe synaptonémique, où se produisent le croisement et la recombinaison des gènes. Enfin, les chromosomes homologues se séparent et l’ enveloppe nucléaire disparaît.
- Métaphase I. Chaque chromosome, composé de deux chromatides chacun, s’aligne sur le plan médian de la cellule et s’attache aux microtubules du fuseau.
- Anaphase I. Les chromosomes homologues appariés se séparent et se déplacent vers les pôles opposés. Chaque pôle reçoit une combinaison aléatoire de chromosomes maternels et paternels, mais un seul membre de chaque paire homologue est présent à chaque pôle. Les chromatides sœurs restent attachées à leurs centromères.
- Télophase I. Un de chaque paire de chromosomes homologues se trouve à chaque pôle. La membrane nucléaire se reforme. Chaque noyau contient le nombre haploïde de chromosomes, mais chaque chromosome est un chromosome dupliqué (constitué d’une paire de chromatides). La cytokinèse se produit, résultant en deux cellules filles haploïdes.
Méiose II . C’est la phase de duplication : les cellules issues de la méiose I se divisent, entraînant la duplication de l’ADN.
- Prophase II . Les chromosomes se condensent. L’enveloppe centrale disparaît.
- Métaphase II . Les chromosomes s’alignent sur les plans médians de vos cellules.
- Anaphase II . Les chromatides se séparent et se déplacent vers les pôles opposés.
- Télophase II . Les chromatides qui atteignent chaque pôle de la cellule sont maintenant les chromosomes. Les enveloppes nucléaires se reforment, les chromosomes s’allongent progressivement pour former des fibres de chromatine et une cytokinèse se produit. Les deux divisions successives de la méiose produisent quatre noyaux haploïdes contenant chacun un chromosome de chaque type. Chaque cellule haploïde résultante a une combinaison différente de gènes.
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