La reproduction conforme de la cellule et la réplication de l'ADN Cours

Les chromosomes sont des structures constantes des cellules eucaryotes c'est-à-dire possédant un noyau, mais il existe une différence de condensation de l'ADN au cours du cycle cellulaire.

Pour une espèce donnée, les chromosomes sont en nombre constant au sein des cellules de l'organisme. Quand ces cellules se dupliquent, il existe un processus qui permet de maintenir cette quantité d'ADN dans les cellules filles. Ce processus se nomme le cycle cellulaire. Au cours de ce dernier, la condensation de l'ADN sera variable. Pour que le nombre de chromosomes et la quantité d'ADN soient conservés au cours des cycles, l'ADN doit être doublé avant la division cellulaire, on obtient alors des chromosomes à deux chromatides.

Un cycle cellulaire est composé des phases suivantes :

• Phase G0 : c'est une phase de latence dans laquelle la plupart des cellules se trouvent. Les chromosomes décondensés sont à une chromatide. Il s'agit d'une phase de non-division qui est hors du cycle cellulaire.
• Phase G1 : c'est une phase de contrôle des cellules qui permet de vérifier que tous les éléments nécessaires à la phase S sont présents.
• Phase S : c'est la phase de réplication de l'ADN. Les chromosomes décondensés passent à deux chromatides.
• Phase G2 : c'est la phase de réparation des erreurs de réplication. Les chromosomes décondensés sont à deux chromatides.
• Phase M : c'est la phase de division cellulaire appelée mitose. La cellule mère possédant des chromosomes à deux chromatides donne deux cellules filles avec des chromosomes à une chromatide.

Les phases G1, S et G2 forment l'interphase.

Pour que le nombre de chromosomes et donc la quantité d'ADN soient préservés au cours de la division cellulaire, l'ADN est doublé avant la division cellulaire : c'est la réplication de l'ADN.

La réplication de l'ADN se produit en phase S du cycle cellulaire. La molécule d'ADN double brin s'ouvre, ce qui forme un œil de réplication. Au sein de cet œil, les nucléotides libres apportés par des nutriments sont positionnés de façon à former une molécule double, mi-mère, mi-néoformée, par complémentarité des bases. La formation de ce brin néoformé se réalise grâce à un complexe enzymatique : l'ADN polymérase. L'œil augmente sa taille, du fait du déplacement des ADN polymérases le long du chromosome jusqu'à l'obtention d'un chromosome à deux chromatides.

La complémentarité des bases est donnée dans le tableau suivant :

Plusieurs yeux de réplication s'ouvrent en même temps, ce qui permet d'augmenter la vitesse de réplication chez l'Homme en quelques heures à une vitesse comprise entre 50 et 100 nucléotides par seconde.

Une fois l'ADN doublé, la cellule vérifie les molécules néoformées grâce à des systèmes de réparation au cours de la phase G2. Si l'ADN a été correctement répliqué, la cellule entre en phase de mitose.

Celle-ci se déroule en quatre phases :

• La prophase : l'ADN se condense, la membrane nucléaire se désagrège.
• La métaphase : à cette étape, la condensation des chromosomes est maximale, les centromères des chromosomes s'alignent sur le plan équatorial qui sépare la cellule en deux.
• L'anaphase : les chromatides se séparent et migrent vers les pôles opposés de la cellule.
• La télophase : les chromosomes monochromatidiens sont aux pôles de la cellule et ils se décondensent. Les enveloppes nucléaires des deux nouvelles cellules se forment.

Ensuite la cellule se sépare en deux, c'est la cytodiérèse ou cytocinèse. Cette division semi-conservative permet de former deux cellules filles ayant le même patrimoine génétique.