La réplication de l ADN

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1 La réplication de l ADN 1- Le Cycle cellulaire Lorsque les cellules atteignent une certaine taille, elles sont obligées de se diviser. En effet, les besoins d une cellule augmentent en fonction de son volume tandis que sa capacité d échange avec le monde extérieur augmente en fonction de sa surface. Le volume de la cellule varie en fonction du cube de son rayon (V = 4/3. π. r³ ) tandis que sa surface varie en fonction du carré de son rayon (S = 4. π. r²). Quand la cellule grandit, ses besoins augmentent donc plus vite que sa capacité d échange avec l extérieur et au-delà d une certaine taille, elle est incapable de survivre sans se diviser. Avant de se diviser, une cellule doit réaliser une copie complète de son matériel génétique afin de pouvoir en transmettre une à chaque cellule fille. Cette opération s appelle la réplication de l ADN et se déroule durant l Interphase. L Interphase caractérise la période qui s écoule entre la naissance d une cellule et le début de sa division. Elle constitue donc la plus grande partie de la vie de la cellule. 2- La réplication de l ADN La réplication de l ADN a lieu pendant l interphase, lorsque l ADN se présente sous forme de chromatine. Des enzymes séparent les deux brins de la double hélice et forment ce qu on appelle l œil de réplication. Une enzyme appelée ADN polymérase commence alors à synthétiser un nouveau brin d ADN an face de chaque brin original grâce au mécanisme d appariement des bases complémentaires.

2 3- La mitose La mitose est le mécanisme de division cellulaire le plus courant. Elle permet à une cellule eucaryote diploïde de se diviser en deux cellules filles diploïdes également. Pour Rappel, une cellule diploïde est une cellule qui possède deux versions de son matériel génétique. Elle dispose de chromosomes organisés par paires. Les chromosomes d une même paire sont qualifiés de chromosomes homologues. Les chromosomes homologues portent des versions différentes d une même information génétique. Par définition, l interphase se termine dès que la mitose commence. En fin d interphase, l ADN se présente sous forme de chromatine et est protégé par l enveloppe nucléaire. La cellule ne présente qu un seul centrosome. La première étape de la mitose est la prophase. Elle est le siège de plusieurs opération importantes : - le centrosome se duplique et les deux copies s écartent l une de l autre en étendant un réseau de microfilaments appelé fuseau mitotique. - L enveloppe nucléaire se résorbe et disparait. - La chromatine se démêle et les chromosomes répliqués apparaissent en forme de «x». Chaque x est composé de deux bâtonnets qui correspondent respectivement au chromosome original et à sa copie.

3 La deuxième étape de la mitose est la métaphase. Les chromosomes répliqués se placent sur le plan équatorial de la cellule et s attachent aux différents filaments du fuseau mitotique. Chaque copie d un même chromosome est reliée à un centrosome différent. La troisième étape de la mitose est l anaphase. Les deux copies de chaque chromosome se détachent l une de l autre et sont tirées chacune d un côté de la cellule par les filaments du fuseau mitotique. La dernière étape de la mitose est la télophase. C est au cours de celle-ci qu à lieu la cytocinèse, c est-à-dire la division du cytoplasme au terme de laquelle on obtient deux cellules filles distinctes.

4 4- La méiose La méiose est un mécanisme de division cellulaire qui permet à une cellule eucaryote diploïde de se diviser en 4 cellules haploïdes. C est via ce mécanisme que les organismes sexués produisent les gamètes tels que les ovules et les spermatozoïdes. Pour rappel, une cellule haploïde est une cellule qui possède une seule version de son matériel génétique. La méiose se déroule en deux divisions successives dont les étapes sont comparables à celles d une mitose. Nous remarquerons que lors de la première division, ce sont les chromosomes homologues de chaque paire qui sont séparés les uns des autres (anaphase 1) tandis que lors de la deuxième division, ce sont les copies de chaque chromosome qui sont séparées les unes des autres (anaphase 2).

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6 Quelques exemples de questions qui pourraient me traverser l esprit (entre autres!) - Pourquoi les cellules doivent-elles se diviser? - Qu est-ce que la réplication de l ADN? A quoi sert-elle? Quand se déroule-t-elle? - Qu est-ce que l interphase? - Qu est-ce que la chromatine? (Prérequis!) - Qu est-ce que l ADN polymérase? Quelle est sa fonction? - En quoi consiste le mécanisme d appariement des bases complémentaires? (Prérequis!) - Décrire les évènements caractéristiques de la prophase. - Décrire les évènements caractéristiques de la métaphase. - Décrire les évènements caractéristiques de l anaphase. - Décrire les évènements caractéristiques de la télophase. - Faire un schéma représentatif de l organisation cellulaire lors de la métaphase. - Faire un schéma représentatif de l organisation cellulaire lors de l anaphase. - Préciser durant quelle étape de la mitose les deux copies d un même chromosome sontelles séparées l une de l autre. - Au cours de quelle étape d une méiose les paires de chromosomes sont-elles séparées? - Au cours de quelle étape d une méiose les deux copies d un même chromosome sontelles séparées l une de l autre? - Une cellule en prophase 2 d une méiose est-elle haploïde ou diploïde? Justifier.