Types de division cellulaire, processus et importance

La division cellulaire C'est le processus qui permet à tous les organismes vivants de grandir et de se reproduire. Dans les procaryotes et les eucaryotes, le résultat de la division cellulaire sont des cellules filles qui ont les mêmes informations génétiques que la cellule d'origine. Cela se produit parce que, avant la division, les informations contenues dans l'ADN sont doublées.

Dans les procaryotes, la division se produit par fission binaire. Le génome de la plupart des procaryotes est une molécule d'ADN circulaire. Bien que ces organismes n'aient pas de noyau, l'ADN est sous une forme compactée appelée nucléoïde, qui diffère du cytoplasme qui l'entoure.

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Dans les eucaryotes, la division se produit par la mitose et la méiose. Le génome eucaryote se compose de grandes quantités d'ADN organisé dans le noyau. Cette organisation est basée sur l'emballage d'ADN avec des protéines, formant des chromosomes, qui contiennent des centaines ou des milliers de gènes.

Les eucaryotes très divers, à la fois unicellulaires et métazoaires, ont des cycles de vie qui alternent la mitose et la méiose. Ces cycles sont ceux avec: a) la méiose gammatique (animaux, certains champignons et algues), b) la méiose cygotique (certains champignons et protozoaires); et c) alternance entre la méiose gamatique et cygotique (plantes).

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Gars

La division cellulaire peut être par fission binaire, mitose ou méiose. Ce qui suit décrit chacun des processus impliqués dans ces types de division cellulaire.

Fission binaire

La fission procariotique, la fission binaire, est une forme asexuée de reproduction.

La fission binaire se compose de la division de la cellule qui donne naissance à deux cellules filles, chacune avec une copie identique de l'ADN cellulaire d'origine.

Avant la division de la cellule procaryote, la réplication de l'ADN a lieu, qui commence dans un lieu spécifique de l'ADN à double chaîne, appelé l'origine de la réplication. Les enzymes de réplication se déplacent vers les deux directions de l'origine, produisant une copie de chacune des chaînes d'ADN à double chaîne.

Après la réplication de l'ADN, la cellule s'allonge et l'ADN est séparé dans la cellule. Immédiatement, une nouvelle membrane plasmique commence à croître au milieu de la cellule, formant un septum.

Ce processus est facilité par la protéine FTSZ, qui est évolutivement très conservée dans les procaryotes, y compris les archées. Enfin, la cellule est divisée.

Cycle cellulaire et mitose

Les étapes à travers lesquelles une cellule eucaryote de deux divisions de cellules successives est connue sous le nom de cycle cellulaire. La durée du cycle cellulaire varie de quelques minutes à mois, selon le type de cellule.

Le cycle cellulaire est divisé en deux étapes, à savoir la phase M et l'interface. Deux processus, appelés mitose et cytokinèse, se produisent dans la phase m. La mitose se compose d'une division nucléaire. Le même nombre et les mêmes types de chromosomes présents dans le noyau d'origine se trouvent dans les noyaux d'enfants. Les cellules somatiques des organismes multicellulaires sont divisées par la mitose.

La cytokinèse se compose de la division du cytoplasme pour former des cellules filles.

L'interface a trois phases: 1) G1, les cellules se développent et passent la plupart de leur temps dans cette phase; 2) S, duplication du génome; et 3) G2, réplication des mitochondries et autres organites, condensation des chromosomes et assemblage des microtubules, entre autres événements.

Étapes de la mitose

La mitose commence par la fin de la phase G2 et est divisée en cinq phases: profase, promesse, métaphase, anaphase et télophase. Ils se produisent tous continuellement.

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Prophase

Prophase. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)], de Wikimedia Commons

À ce stade, l'assemblage de la broche mitotique ou de l'appareil mitotique est l'événement principal. Profase commence par le compactage de la chromatine, formant des chromosomes.

Chaque chromosome a une paire de chromates de sœurs, avec un ADN identique, qui est étroitement lié dans le quartier de leurs centromères. Les complexes protéiques appelés cohésines participent à cette union.

Chaque centromère est lié à un cinétocoro, qui est un complexe protéique qui se lie aux microtubules. Ces microtubulos permettent d'attribuer chaque copie des chromosomes aux cellules filles. Les microtubules radian de chaque extrémité de la cellule et forment l'appareil mitotique.

Dans les cellules animales, avant la prophase, la duplication du centrage se produit, qui est le principal centre d'organisation des microtubules et l'endroit où se trouvent les centrioles du parent et du fils. Chaque centrage atteint le pôle opposé de la cellule, établissant un pont microtubulos entre eux appelé dispositif mitotique.

Dans les plantes d'évolution les plus récentes, contrairement aux cellules animales, il n'y a pas de centres et l'origine des microtubules n'est pas claire. Dans les cellules photosynthétiques d'origine évolutive plus ancienne, comme les algues vertes, il y a des centres.

Promesse

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La mitose devrait garantir la ségrégation des chromosomes et la distribution de l'enveloppe nucléaire du complexe nucléaire des pores et du nucléole. Selon que l'emballage nucléaire (IN) disparaît ou non et le degré de denstegration de l'IN, la mitose varie de la fermeture à complètement ouverte.

Par exemple dans S. Céréales La mitose est fermée, POUR. Nidulans C'est semi-ouvert, et chez l'homme, il est ouvert.

Dans la myitose fermée, les corps polaires de la broche se trouvent à l'intérieur de l'enveloppe nucléaire, constituant les points de nucléation des microtubules nucléaires et cytoplasmiques. Les microtubules cytoplasmiques interagissent avec le cortex cellulaire, et avec les jelles chromosomes.

Dans la myitose semi-absertique, car l'IN est partiellement Densamblada, l'espace nucléaire est envahi par les microtubules nucléés à partir des centres et à travers deux ouvertures de l'IN, formant fait entouré de l'IN.

Dans la mitose ouverte, le de-slasamblage complet se produit dans l'appareil mitotique est terminé et les chromosomes commencent à être déplacés vers le milieu de la cellule.

Métaphase

Chromosomes alignés dans la plaque équatoriale de la cellule pendant la métaphase mythique

Dans la métaphase, les chromosomes sont alignés dans la cellule de la cellule. Le plan imaginaire perpendiculaire à l'axe de la broche, qui passe à travers la circonférence intérieure de la cellule, est appelé le plat métaphase.

Dans les cellules de mammifères, l'appareil mitotique est organisé dans un fuseau mitotique central et une paire d'Ostes. Le fuseau mitotique se compose d'un faisceau bilatéral symétrique de microtubules divisés en la cellule de la cellule, formant deux moitiés opposées. Les Áster sont constitués d'un groupe de microtubules dans chaque poteau de broche.

Dans l'appareil mitotique, il existe trois groupes de microtubules: 1) astral, qui forment le RSTER, commencent du centrage et rayonnent vers le cortex cellulaire; 2) du Cinéétocoro, qui se lie aux chromosomes à travers le cinétocoro; et 3) Polar, qui interdire avec les microtubules du pôle opposé.

Dans toutes les microtubules décrites ci-dessus, les extrémités (-) sont orientées vers les centres.

Dans les cellules végétales, s'il n'y a pas de centrage, la broche est similaire à celle des cellules animales. La broche se compose de deux moitiés avec une polarité opposée. Les extrémités (+) se trouvent dans la plaque équatoriale.

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Anaphase

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L'anaphase est divisée tôt et tard. Au début de l'anaphase, la séparation des chromatides soeurs a lieu.

Cette séparation se produit parce que les protéines qui maintiennent l'union sont clivées et parce qu'il y a un raccourcissement des microtubules Cynétocoro. Lorsque la paire de chromatides soeurs est séparée, ils sont appelés chromosomes.

Pendant le déplacement des chromosomes vers les pôles, le cinétocoro se déplace le long de la microtubule du même cynetocoro que sa fin (+) se dissocie. Pour cette raison, le mouvement des chromosomes pendant la mitose est un processus passif qui n'a pas besoin de protéines motrices.

À la fin de l'anaphase, une plus grande séparation des pôles se produit. Une protéine Krp, liée à l'extrême (+) des microtubules polaires, dans la région de chevauchement de celle-ci, marche vers la fin (+) d'un microtubulus polaire adjacent antiparallel. Ainsi, le KRP pousse la microtubule polaire adjacente vers la fin (-).

Dans les cellules végétales, après la séparation du chromosome. Cette structure permet le début de l'appareil cytocinétique, appelé framoplasto.

Télophase

Télophase. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

Dans la télophase, plusieurs événements se produisent. Les chromosomes atteignent les pôles. Cinetocoro disparaît. Les microtubules polaires continuent de s'allonger, préparant la cellule pour la cytokinèse. L'enveloppe nucléaire est à nouveau formée à partir de fragments de l'emballage mère. Le nucléole réapparaît. Les chromosomes sont mal compris.

Cytokinèse

La citocinie est la phase du cycle cellulaire pendant lequel la cellule est divisée. Dans les cellules animales, la cytosinèse se produit au moyen d'une sangle de constriction du filament d'actine. Ces filaments se glissent les uns sur les autres, le diamètre de la ceinture diminue et une rainure de Clivaje se forme autour de la circonférence cellulaire.

Parce que la constriction continue, la rainure est approfondie et un pont intercellulaire est formé, qui contient le corps moyen. Dans la région centrale du pont intercellulaire se trouvent les faisceaux des microtubules, qui sont couverts par une matrice électrodense.

La rupture du pont intercellulaire entre les cellules sœurs post-mitotique a lieu par l'abscission. Il existe trois types d'abscission: 1) mécanisme de rupture mécanique; 2) Mécanisme de dépôt par des vésicules internes; 3) Constriction de la membrane plasmique pour la fission.

Dans les cellules végétales, les composants membranaires sont assemblés à l'intérieur et la plaque cellulaire se forme. Cette plaque redonne à la surface de la membrane plasmique, fusionnant avec elle et divisant la cellule en deux. Ensuite, la cellulose est déposée sur la nouvelle membrane plasmique et forme la nouvelle paroi cellulaire.

Méiose

La méiose est un type de division cellulaire qui réduit le nombre de chromosomes en deux. Ainsi, une cellule diploïde est divisée en quatre cellules filles haploïdes. La méiose se produit dans les cellules germinatives et donne naissance à des gamètes.

Les étapes de la méiose se composent de deux divisions du noyau et du cytoplasme, à savoir la méiose I et la méiose II.  Pendant la méiose I, les membres de chaque paire de chromosomes homologues se séparent. Pendant la méiose II, les chromatides soeurs séparées et quatre cellules haploïdes sont produites.

Chaque étape de la mitose est divisée en prophase, promise, métaphase, anaphase et télophase.

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Méiose i

- Profase I. Les chromosomes se condensent et la broche commence à se former. L'ADN a doublé. Chaque chromosome est composé de chromatides soeurs, avec le centromère. Les chromosomes homologues apparaissent pendant la synapse, permettant à la rive.

- Métaphase I. La paire de chromosomes homologues est alignée le long de la plaque de métaphase. Le chiasma aide à garder la paire attachée. Les microtubules du cinétocoro de chaque pôle rejoignent un centromère d'un chromosome homologue.

- Anaphase I. Les microtubules du cinétocoro sont raccourcis et les paires homologues sont séparées. Un homologue en double va à un poteau cellulaire, tandis que l'autre homologue en double se rend de l'autre côté du poteau.

- Télofase I. Les homologues séparés forment un groupe dans chaque poteau cellulaire. L'enveloppe nucléaire est à nouveau. La citocicese se produit. Les cellules résultantes ont la moitié du nombre de chromosomes cellulaires d'origine.

Meiosis II

- Profase II. Une nouvelle broche se forme dans chaque cellule et la membrane cellulaire disparaît.

- Métaphase II. La formation de broche est terminée. Les chromosomes ont des chromatides sœurs, rejoints dans le centromère, alignées le long de la plaque de métaphase. Les microtubules du cinétocoro qui commencent des pôles opposés se lient aux centromères.

- Anaphase II. Les microtubers sont raccourcis, les centromères sont divisés, les chromatides soeurs se séparent et se déplacent vers des pôles opposés.

- Télofase II. Le clapage nucléaire autour de quatre groupes de chromosomes se formera: quatre cellules haploïdes sont formées.

Importance

À travers quelques exemples, l'importance des différents types de division cellulaire est illustrée.

- Mitose. Le cycle cellulaire a des points irréversibles (réplication de l'ADN, séparation des chromatides sœurs) et des points de contrôle (G1 / S). La protéine p53 est la clé du point de contrôle G1. Cette protéine détecte les dommages à l'ADN, arrête la division cellulaire et stimule l'activité des enzymes qui réparent les dommages.

Dans plus de 50% des cancers humains, la protéine p53 a des mutations qui annulent sa capacité à définir des séquences d'ADN spécifiques. Les mutations p53 peuvent être causées par des cancérogènes, comme le benzopyrène de la fumée de cigarette.

- Méiose. Est associé à la reproduction sexuelle. Du point de vue évolutif, on pense que la reproduction sexuelle est apparue comme un processus pour réparer l'ADN. Ainsi, les dommages produits dans un chromosome peuvent être réparés en fonction des informations du chromosome homologue.

On pense que l'état diploïde était transitoire dans les organismes anciens, mais qu'il a commencé à avoir plus de pertinence à mesure que le génome est devenu plus grand. Dans ces organismes, la reproduction sexuelle a la complémentation, la réparation de l'ADN et la variation génétique.

Les références

1. Alberts, B., Johnson, un., Lewis, J., et chou. 2007. Biologie de la cellule moléculaire. Garland Science, New York.
2. Bernstein, H., Byers, G.S., Michod, R.ET. 1981. Évolution de la reproduction sexuelle: l'importance de la réparation, de la complémentation et de la variation de l'ADN. Naturaliste américain, 117, 537-549.
3. Lodish, H., Berk, un., Zipurski, S.L., Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Biologie cellulaire et moléculaire. Éditorial Pan -American Medica, Buenos Aires.
4. Raven, P.H., Johnson, G.B., Losos, j.B., Chanteurs.R. Biologie 2005. Enseignement supérieur, Boston.
5. Salomon, B.M., Berg, L.R., Martin, D.W. 2008. la biologie. Thomson, États-Unis.