mitose

(grec mitos, filament)

Mitose, division d'une cellule animale
Mitose, division d'une cellule animale

Processus de division de la cellule eucaryote, produisant deux cellules filles identiques entre elles et identiques à la cellule « mère », concernant les cellules somatiques (par opposition à la méiose, qui produit les cellules reproductrices ou gamètes).

1. Rôle de la division cellulaire

Le processus de mitose ne concerne que les organismes eucaryotes ; les cellules procaryotes (bactéries, archées), dépourvues de noyau, ont un mode de division plus simple, appelé scissiparité ou fission binaire.

Les mitoses successives sont le mode de multiplication de toutes les cellules somatiques, que l’on considère les organismes composés d’une seule cellule (la mitose se confond alors avec la reproduction asexuée) ou les organismes pluricellulaires. Chez les êtres vivants qui se reproduisent par reproduction sexuée, c’est par mitoses successives que la cellule-œuf (zygote) se transforme peu à peu en embryon ; ce sont ensuite les mitoses qui permettent la croissance jusqu’à l'âge 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.

Grâce à la mitose, qui produit des clones de cellules ayant toutes le même génome (si l’on excepte les phénomènes de mutations), le nombre de chromosomes reste constant d’une cellule à l’autre. En revanche, le contenu du cytoplasme peut très bien n’être pas distribué de façon symétrique entre les deux cellules-filles. Les remaniements chromosomiques, comme les échanges de matériel génétique entre des chromosomes de la même paire (crossing-overs), sont fréquents.

2. Les phases de la mitose

Représentant la phase de division du cycle cellulaire, la mitose est notée M (deux mitoses successives sont séparées par une longue phase appelée interphase, composée de trois étapes notées G1, S et G2). Elle se déroule de façon quasi identique chez la totalité des organismes (animaux, végétaux, champignons, protistes).

La mitose comprend plusieurs phases distinctes. La prophase, la prométaphase, la métaphase, l’anaphase et la télophase qui comprend la division du noyau, ou caryocinèse (c'est la mitose stricto sensu – le grec mitos, filament, faisant référence aux chromosomes). Elles sont suivies par la division du cytoplasme, ou cytodiérèse. Celle-ci donne naissance à deux cellules-filles contenant chacune l’un des deux noyaux issus de la caryocynèse. Pour certains auteurs, la cytodiérèse n’est pas une phase à part entière, mais est incluse dans la télophase.

2.1. La prophase

En fin d'interphase, chaque brin d'ADN s'est dédoublé. On ne voit pas les chromosomes, car tout l’ADN est décondensé, sous une forme de « pelote » diffuse appelée chromatine. Dès le début de la prophase, l’ADN s’enroule autour de protéines spécialisées (les nucléoprotéines) et se condense : les chromosomes apparaissent, deviennent plus court et plus épais. Chacun est constitué par deux chromatides réunies par une région appelée centromère : il se condense. Parallèlement, deux paires de centrioles (chacune formant un centrosome) s’éloignent chacune vers un pôle de la cellule, et à partir de chaque centrosome se forment progressivement les fibres (microtubules) du fuseau mitotique. En fin de prophase, le fuseau de microtubules, qui rayonne à partir des centrosomes, entoure l'enveloppe nucléaire.

La désagrégation de l'enveloppe du noyau signale la fin de la prophase.

2.2. La prométaphase

Les fibres du fuseau mitotique « capturent » les chromosomes en les accrochant grâce à de petites structures appelées kinétochores, qui se forment sur le centromère. Pour certains auteurs, la prométaphase est incluse dans la métaphase, dont elle est la première partie.

2.3. La métaphase

Les chromosomes migrent le long des fibres du fuseau mitotique (un peu comme sur des rails), 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.

2.4. 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.

2.5. 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 : la chromatine. L'enveloppe nucléaire et le réticulum endoplasmique se reconstituent. C’est la fin de la caryocinèse (ou caryodiérèse), ou division du noyau.

2.6. La cytodiérèse

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 cytodiérèse (ou 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 (→ celulle), une nouvelle paroi pectocellulosique (phragmoplaste) se forme à l'équateur de la cellule mère pour la séparer en deux cellules filles.