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mitose

(grec mitos, filament)

Cycle de reproduction cellulaire
Cycle de reproduction cellulaire

Mode général, assez complexe, de division de la cellule, caractérisé par la duplication de tous ses éléments et par leur répartition égale dans les deux cellules filles. (Synonyme : caryocinèse.)

Les cellules se multiplient par divisions successives, ou mitoses. C’est le cas chez tous les organismes eucaryotes, qu’ils soient composés d’une seule cellule (la mitose se confond alors avec la reproduction asexuée) ou de plusieurs. Chez les êtres vivants qui se reproduisent par reproduction sexuée, c’est par des mitoses successives que la cellule-œuf (zygote) se transforme peu à peu en embryon, qui croît et se développe jusqu’à devenir un organisme adulte. Une fois la croissance terminée, les mitoses servent, tout au long de la vie, au renouvellement des cellules, et donc à l’entretien des tissus et des organes.

→ reproduction.

1. Le cycle cellulaire

La mitose (M) est précédée d'une phase à trois étapes relativement longue, l'interphase, pendant laquelle la cellule se prépare à se diviser. L'ensemble constitue le cycle cellulaire, qui comprend donc quatre étapes (G1, S, G2 et M) selon l'activité synthétique de la cellule.

Au cours de la phase G1, limitée par la fin de la mitose et le début de la phase S, les synthèses d'ARN sont très actives. Pendant la phase S, située au milieu de l'interphase, la quantité d'ADN est doublée de 2n à 4n grâce à la réplication, et des histones (protéines associées à l’ADN) sont synthétisées. La phase G2 s'intercale entre la fin de la phase S et le début de la mitose. Même si la cellule contient à ce moment deux fois plus d'ADN, elle n'est pas encore prête à se diviser. À l'issue de l'étape G2, chaque chromosome est constitué de deux chromatides identiques, morphologiquement et génétiquement, et unies par leur centromère. Leur apparition marque le démarrage de la mitose proprement dite. Au cours des phases suivantes, les chromatides se séparent et se répartissent dans chacun des noyaux fils.

2. Les phases de la mitose

2.1. La prophase

En fin d'interphase, chaque chromosome est constitué de deux longs filaments, les chromatides. Une modification de la structure des nucléoprotéines entrant dans la constitution de chaque chromatide entraîne une spiralisation progressive de ces dernières ; le chromosome devient plus court et plus épais : il se condense. Parallèlement, deux paires de centrioles (chacune formant un centrosome) s’éloignent chacune vers un pôle de la cellule ; les fibres du faisceau mitotique (faisceaux de microtubules) rayonnent à partir de chaque centrosome. En fin de prophase, le fuseau de microtubules entoure l'enveloppe nucléaire.

La rupture de l'enveloppe du noyau signale la fin de la prophase. Quand les chromosomes, relativement condensés, entrent en contact avec les fibres du fuseau mitotique, il s'établit une connexion grâce à des fibres courtes qui se développent à partir des kinétochores, points d'insertion des microtubules sur le centromère (région centrale du chromosome).

2.2. La métaphase

Les chromosomes migrent vers le centre de la cellule, la plaque équatoriale (« l'équateur » de la cellule). Leur orientation varie en fonction de leur taille et de l'importance de la cellule. Si cette dernière présente un diamètre suffisant, les centromères se disposent à sa périphérie selon un cercle ou un ovale, dans le plan équatorial.

Le réticulum endoplasmique se désorganise.

2.3. L'anaphase

La division de chaque centromère provoque la désolidarisation des chromatides filles, chacune formant alors un chromosome à part entière. Ces deux chromosomes migrent chacun vers un pôle opposé du fuseau – cette migration est apparemment déclenchée par des modifications dans la disposition des fibres courtes.

2.4. La télophase

Une nouvelle membrane nucléaire se forme autour de chaque groupe (identique) de chromosomes, les séparant définitivement. Dans chaque noyau fils, les chromosomes se décondensent et retournent à leur état diffus, caractéristique de l'interphase, pour former la chromatine. L'enveloppe nucléaire et le réticulum endoplasmique se reconstituent.

2.5. La cytocinèse

Le cytoplasme doit à son tour se diviser pour que la division de la cellule de départ soit complète, et que soient obtenues deux cellules filles. Ce processus, la cytocinèse, peut varier selon le type cellulaire envisagé. Les cellules animales ne présentent pas de cloison cellulaire rigide. Un sillon de division créé par un anneau de filaments contractiles scinde le cytoplasme en son milieu. La membrane plasmique subit un véritable étranglement.

Dans les cellules végétales, une nouvelle paroi pectocellulosique (phragmoplaste) se forme à l'équateur de la cellule mère pour la séparer en deux cellules filles.