Mitose et méiose

Différences d’objectif

Bien que les deux types de division cellulaire se retrouvent chez de nombreux animaux, plantes et champignons, la mitose est plus courante que la méiose et a une plus grande variété de fonctions. Non seulement la mitose est responsable de la reproduction asexuée chez les organismes unicellulaires, mais c’est aussi ce qui permet la croissance et la réparation cellulaire chez les organismes multicellulaires, comme les humains. Lors de la mitose, une cellule fabrique un clone exact d’elle-même. C’est ce processus qui est à l’origine de la croissance des enfants en adultes, de la guérison des coupures et des contusions, et même de la repousse de la peau, des membres et des appendices chez des animaux comme les geckos et les lézards.

La méiose est un type plus spécifique de division cellulaire (des cellules germinales, en particulier) qui aboutit à des gamètes, soit des œufs ou des spermatozoïdes, qui contiennent la moitié des chromosomes présents dans une cellule parentale. Contrairement à la mitose et à ses nombreuses fonctions, la méiose a un objectif restreint mais important : aider à la reproduction sexuelle. C’est le processus qui permet aux enfants d’être apparentés mais toujours différents de leurs deux parents.

Méiose et diversité génétique

La reproduction sexuée utilise le processus de la méiose pour augmenter la diversité génétique. La progéniture créée par la reproduction asexuée (mitose) est génétiquement identique à son parent, mais les cellules germinales créées lors de la méiose sont différentes de leurs cellules parentales. Certaines mutations se produisent fréquemment au cours de la méiose. En outre, les cellules germinales ne possèdent qu’un seul jeu de chromosomes, de sorte que deux cellules germinales sont nécessaires pour produire un jeu complet de matériel génétique pour la progéniture. La progéniture est donc en mesure d’hériter des gènes des deux parents et des deux ensembles de grands-parents.

La diversité génétique rend une population plus résiliente et plus adaptable à l’environnement, ce qui augmente les chances de survie et d’évolution à long terme.

La méiose comme forme de reproduction pour les organismes unicellulaires est née avec la vie elle-même, il y a environ 3,8 milliards d’années. La méiose serait apparue il y a environ 1,4 milliard d’années.

Les étapes de la mitose et de la méiose

Les cellules passent environ 90% de leur existence dans une étape appelée interphase. Parce que les cellules fonctionnent de manière plus efficace et plus fiable lorsqu’elles sont petites, la plupart des cellules effectuent des tâches métaboliques régulières, se divisent ou meurent, plutôt que de simplement grossir pendant l’interphase. Les cellules se « préparent » à la division en répliquant l’ADN et en dupliquant les centrioles à base de protéines. Lorsque la division cellulaire commence, les cellules entrent en phase mitotique ou méiotique.

Dans la mitose, le produit final est constitué de deux cellules : la cellule mère d’origine et une nouvelle cellule fille génétiquement identique. La méiose est plus complexe et passe par des phases supplémentaires pour créer quatre cellules haploïdes génétiquement différentes qui ont ensuite le potentiel de se combiner et de former une nouvelle descendance diploïde génétiquement diverse.

Stades de la mitose

Il existe quatre phases mitotiques : la prophase, la métaphase, l’anaphase et la télophase. Les cellules végétales ont une phase supplémentaire, la préprophase, qui se produit avant la prophase.

• Pendant la prophase mitotique, la membrane nucléaire (parfois appelée « enveloppe ») se dissout. La chromatine de l’interphase s’enroule étroitement et se condense jusqu’à devenir des chromosomes. Ces chromosomes sont constitués de deux chromatides sœurs génétiquement identiques qui sont reliées entre elles par un centromère. Les centrosomes s’éloignent du noyau dans des directions opposées, laissant derrière eux un appareil en fuseau.

• En métaphase, les protéines motrices qui se trouvent de part et d’autre des centromères des chromosomes aident à déplacer les chromosomes en fonction de la traction des centrosomes opposés, pour finalement les placer en ligne verticale au centre de la cellule ; on parle parfois de plaque de métaphase ou d’équateur du fuseau.

• Les fibres du fuseau commencent à se raccourcir pendant l’anaphase, séparant les chromatides sœurs au niveau de leurs centromères. Ces chromosomes scindés sont entraînés vers les centrosomes qui se trouvent aux extrémités opposées de la cellule, ce qui fait que de nombreuses chromatides apparaissent brièvement en forme de « V ». Les deux parties divisées de la cellule sont officiellement appelées « chromosomes filles » à ce stade du cycle cellulaire.

• La télophase est la phase finale de la division cellulaire mitotique. Pendant la télophase, les chromosomes filles se fixent à leurs extrémités respectives de la cellule mère. Les phases précédentes sont répétées, mais en sens inverse. L’appareil fusiforme se dissout et des membranes nucléaires se forment autour des chromosomes filles séparés. Dans ces noyaux nouvellement formés, les chromosomes se déroulent et retournent à l’état de chromatine.

• Un dernier processus – la cytokinèse – est nécessaire pour que les chromosomes filles deviennent des cellules filles. La cytokinèse ne fait pas partie du processus de division cellulaire, mais elle marque la fin du cycle cellulaire et constitue le processus par lequel les chromosomes filles se séparent en deux nouvelles cellules uniques. Grâce à la mitose, ces deux nouvelles cellules sont génétiquement identiques l’une à l’autre et à leur cellule mère d’origine ; elles entrent maintenant dans leurs propres interphases individuelles.

Stades de la méiose

Il existe deux stades primaires de méiose au cours desquels la division cellulaire se produit : la méiose 1 et la méiose 2. Ces deux stades primaires comportent quatre étapes qui leur sont propres. La méiose 1 comporte la prophase 1, la métaphase 1, l’anaphase 1 et la télophase 1, tandis que la méiose 2 comporte la prophase 2, la métaphase 2, l’anaphase 2 et la télophase 2. La cytokinèse joue également un rôle dans la méiose ; cependant, comme dans la mitose, c’est un processus distinct de la méiose elle-même, et la cytokinèse se manifeste à un moment différent de la division.

Méiose I vs Méiose II

Pour une explication plus détaillée, voir Méiose 1 vs. Méiose 2.

En méiose 1, une cellule germinale se divise en deux cellules haploïdes (divisant par deux le nombre de chromosomes dans le processus), et l’accent est mis principalement sur l’échange de matériel génétique similaire (par ex, un gène de poil ; voir aussi génotype vs phénotype). Lors de la méiose 2, qui est assez similaire à la mitose, les deux cellules diploïdes se divisent encore en quatre cellules haploïdes.

Stades de la méiose I

• La première phase méiotique est la prophase 1. Comme dans la mitose, la membrane nucléaire se dissout, les chromosomes se développent à partir de la chromatine, et les centrosomes s’écartent, créant l’appareil fusiforme. Les chromosomes homologues (similaires) des deux parents s’apparient et échangent leur ADN au cours d’un processus appelé crossing over. Il en résulte une diversité génétique. Ces chromosomes appariés – deux de chaque parent – sont appelés tétrades.

• En métaphase 1, certaines des fibres du fuseau se fixent aux centromères des chromosomes. Les fibres tirent les tétrades en une ligne verticale le long du centre de la cellule.

• L’anaphase 1 est le moment où les tétrades sont écartées les unes des autres, la moitié des paires allant d’un côté de la cellule et l’autre moitié allant du côté opposé. Il est important de comprendre que des chromosomes entiers se déplacent dans ce processus, et non des chromatides, comme c’est le cas dans la mitose.

• À un moment donné entre la fin de l’anaphase 1 et les développements de la télophase 1, la cytokinèse commence à diviser la cellule en deux cellules filles. En télophase 1, L’appareil fusiforme se dissout, et les membranes nucléaires se développent autour des chromosomes qui se trouvent maintenant aux côtés opposés de la cellule mère / des nouvelles cellules.

Stades de la méiose II

• En prophase 2, les centrosomes se forment et s’écartent dans les deux nouvelles cellules. Un appareil fusiforme se développe, et les membranes nucléaires des cellules se dissolvent.

• Les fibres du fuseau se connectent aux centromères des chromosomes en métaphase 2 et alignent les chromosomes le long de l’équateur de la cellule.

• Pendant l’anaphase 2, les centromères des chromosomes se brisent, et les fibres du fuseau écartent les chromatides. Les deux portions scindées sont officiellement appelées « chromosomes frères » à ce stade.

• Comme pour la télophase 1, la télophase 2 est aidée par la cytokinèse, qui divise à nouveau les deux cellules, donnant naissance à quatre cellules haploïdes appelées gamètes. Les membranes nucléaires se développent dans ces cellules, qui entrent à nouveau dans leurs propres interphases.

• Mitose – Encyclopædia Britannica
• Méiose – Encyclopædia Britannica
• Mitose – Cours accéléré de biologie – YouTube
• Méiose – Crash Course Biology – YouTube
• How Cells Divide – PBS (Voir aussi l’animation Flash interactive)
• Tutoriel sur le cycle cellulaire et la mitose – Hartnell College Biology
• Division cellulaire, Mitose et méiose – Biologie à l’Université de l’Illinois-Chicago
• Mitose et méiose – The Biology Web
• La beauté auto-fabriquée du centriole – Nautilus
• Wikipédia : Division cellulaire
• Wikipédia : Méiose
• Wikipédia : Mitose