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Traduction: Dany Pierard-Deviche

D’où viennent les nouvelles cellules?

La division cellulaire

Image 3D d’une cellule de souris en division (télophase). (Image de Lothar Schermelleh).

Parfois, nous tombons, nous nous blessons et nous déchirons la peau. Mais dans quelques jours, nous aurons une nouvelle peau comme par magie! Savez-vous comment réparer la peau? Les cellules situées au bord de la plaie se divisent en nouvelles cellules cutanées.

Chaque jour, chaque seconde, l’un des événements les plus importants de la vie a lieu dans le corps humain: les cellules se divisent et produisent de nouvelles cellules. Ils disent qu’ils se multiplient, se multiplient. Une cellule de division crée deux nouvelles cellules. Ensuite, ces deux nouvelles cellules se divisent chacune en deux et nous avons quatre nouvelles cellules. La division cellulaire est une propriété qui n’est disponible que pour les organismes vivants.

À quoi sert la division cellulaire?

Les cellules se divisent et se multiplient pour plusieurs raisons. Par exemple, pour réparer des plaies et remplacer les cellules endommagées ou mortes. Ils se reproduisent également pour faire croître les organismes vivants. Nous grandissons parce que nos cellules deviennent de plus en plus nombreuses, pas parce qu’elles deviennent énormes. Il y a environ deux billions de divisions cellulaires par jour dans le corps humain.


La vidéo a été tournée pendant 30 heures, mais montrée ici en temps accéléré. On voit la division d’une cellule animale (ci-dessus) et celle d’une bactérie (ci-dessous). (Vidéo de l’Institut national de génétique).

Combien de cellules avons-nous?

Nous avons tous commencé notre vie avec une seule cellule, un œuf fécondé. Mais plus tard, à l’âge adulte, nous sommes chacun constitués de plusieurs billions de cellules. Le nombre de cellules par personne varie avec la taille des personnes, mais les biologistes disent que nous avons environ 37 billions de cellules chacun!

Comment les cellules savent-elles quand se diviser?

Les cellules qui se divisent sont appelées «cellules mères» et les nouvelles cellules créées par division cellulaire sont appelées «cellules filles». Les cellules filles se développent et deviennent à leur tour des cellules mères. L’ensemble des événements de la vie d’une cellule s’appelle le «cycle cellulaire».

Division cellulaire (image NIH)

Division d’une cellule cancéreuse du poumon. (Image de NIH).

Les cellules communiquent entre elles par des signaux chimiques, des protéines spéciales appelées cyclines. Certaines cyclines provoquent la division des cellules, d’autres les empêchent de se diviser. Il est important que nos cellules se divisent pour que les enfants grandissent et réparent leurs blessures. Mais il est également important que les cellules arrêtent de se diviser au bon moment. Lorsque les cellules continuent de se diviser au lieu de s’arrêter, une maladie survient dans notre corps: le cancer.

Certaines de nos cellules, comme celles de notre peau, se divisent constamment. Ceci est nécessaire car les cellules sur le dessus de la peau meurent et tombent. Saviez-vous que notre peau libère environ 30 000 à 40 000 cellules mortes chaque minute? Cela signifie 50 millions de cellules mortes par jour. C’est beaucoup de cellules cutanées qui doivent être remplacées. C’est pourquoi la division cellulaire est très importante pour la peau. Au contraire, les cellules de nos nerfs et de notre cerveau se divisent beaucoup moins souvent.

Selon le type de cellule, il existe deux types de division cellulaire: la mitose et la méiose.

Division cellulaire par mitose

Les cellules de notre corps se divisent par mitose. Les cellules somatiques constituent la plupart des tissus et organes de notre corps – peau, muscles, poumons, intestins, etc. Les cellules germinales de nos organes reproducteurs se divisent par méiose et produisent des gamètes pour la reproduction sexuée.

Les cellules somatiques sont diploïdes (chacune a deux ensembles de chromosomes). La mitose signifie que le matériel génétique (chromosomes et ADN) de la cellule mère se trouve inchangé dans chacune des cellules filles, qui sont également diploïdes. La diversité génétique (changement) ne résulte pas de la mitose lorsque les cellules sont normales et saines.

Division cellulaire par mitose

Le cycle cellulaire avec division par mitose se compose de plusieurs phases qui permettent la formation de deux cellules filles diploïdes à partir d’une cellule mère diploïde. Cliquez sur l’image pour en savoir plus sur les différentes phases. (Image d’OpenStax College et modifiée par Mariana Ruiz Villareal, Roy van Heesheen et le Wadsworth Center).

Mitose et cycle cellulaire

Les biologistes ont décrit les différents événements (étapes, phases) du cycle cellulaire. L’interphase est le temps dans la vie d’une cellule avant qu’elle ne se divise lorsqu’elle rassemble des nutriments et de l’énergie. Juste avant de se diviser, il fait une copie de son ADN afin que chacune des deux cellules filles ait le même ADN lorsqu’elles se séparent. On voit au microscope que chaque chromosome de la cellule mère est dupliqué comme sur le dessin ci-dessus.

Les phases du cycle cellulaire nécessaires à la formation de nouvelles cellules diploïdes sont: l’interphase, la prophase, la prométaphase, la métaphase, l’anaphase, la télophase et la cytokinèse.

Cycle cellulaire mitotique

La mitose, qui conduit à la formation de deux cellules diploïdes, comprend plusieurs phases, que l’on peut voir ici au microscope à fluorescence. Cliquez sur l’image pour en savoir plus sur les différentes phases. (Image de l’OpenStax College, modifiée par Mariana Ruiz Villareal, Roy van Heesheen et le Wadsworth Center).

Lorsqu’une cellule se divise par mitose, certains de ses organites sont donnés à chacune des cellules filles. Par exemple, les mitochondries peuvent se développer et se diviser pendant l’interphase afin que les cellules filles aient chacune suffisamment de mitochondries lorsqu’elles se séparent. L’appareil de Golgi, en revanche, se dégrade avant la mitose puis se reforme dans chacune des cellules filles. Des recherches sont toujours en cours sur ce qui arrive réellement aux différents organites avant, pendant et après la division cellulaire. (Cliquez sur Parties de la cellule pour plus d’informations).

Division cellulaire par méiose

La méiose est le type de division cellulaire qui produit les gamètes femelles (ovules) et mâles (spermatozoïdes) qui sont utilisés pour la reproduction sexuée. Les gamètes ne ressemblent pas aux cellules germinales mères qu’ils fabriquent car ils sont haploïdes (ils n’ont qu’un seul ensemble de chromosomes chacun). Lorsqu’un gamète femelle fusionne ensuite avec un gamète mâle, une nouvelle cellule diploïde (un œuf fécondé) se forme, qui est la première cellule d’un nouvel organisme.

La méiose peut créer une diversité génétique chez les organismes qui utilisent la reproduction sexuée. Des changements dans les chromosomes se produisent pendant la méiose en raison de l’échange de parties d’ADN entre 2 chromosomes homologues. Ceci est connu sous le nom de « recombinaison génétique » par « spanning » (également appelé « crossover »). Des morceaux de 2 chromosomes homologues se détachent, mais ensuite ils se fixent à l’autre homologue (pas celui dont ils sont issus!). La reproduction sexuée et la recombinaison génétique au cours de la méiose aboutissent à une variété de descendants qui produisent deux organismes parents identiques.

méiose

Le cycle cellulaire avec division par méiose comprend deux étapes successives de division – méiose I et méiose II. Ces divisions permettent la formation de quatre cellules filles haploïdes à partir d’une cellule mère diploïde. Chaque cellule fille est différente des autres et de la cellule parent. Cliquez ici pour en savoir plus. (Image tirée du Science Primer du National Center for Biotechnology Information).

La méiose et le cycle cellulaire

Lorsqu’une cellule germinale est en interphase, elle rassemble des nutriments et de l’énergie, fait une copie de son ADN, puis effectue sa méiose I.
Il faut en fait deux cycles de division cellulaire: la méiose I et la méiose II pour obtenir des gamètes.

La méiose I produit deux cellules filles haploïdes, mais l’ADN est toujours dupliqué sur chacun de ses chromosomes. Au cours de la méiose I, il y a aussi un échange de gènes entre chromosomes homologues. La méiose II produit des cellules haploïdes dont l’ADN n’est plus dupliqué.

N’oublions donc pas: la mitose nous aide à grandir et la méiose nous rend tous uniques!


Référence: Bianconi E1, Piovesan A., Facchin F., Beraudi A., Casadei R., Frabetti F., Vitale L., Pelleri MC, Tassani S., Piva F., Perez-Amodio S., Strippoli P., Canaider S. Ann. Une estimation du nombre de cellules dans le corps humain. Récupéré le 14 mars 2014 sur https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164.



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