Phases, caractéristiques, fonctions et organismes de la mitose

La mitose Il s'agit d'un processus de division cellulaire, où une cellule produit des cellules filles génétiquement identiques; Pour chaque cellule, deux "filles" sont générées avec la même charge chromosomique. Cette division est effectuée dans les cellules somatiques des organismes eucaryotes.

Ce processus est l'une des étapes du cycle cellulaire des organismes eucaryotes, qui est compris dans 4 phases: S (synthèse d'ADN), M (division cellulaire), G1 et G2 (phases intermédiaires où les ARNm et les protéines se produisent). Ensemble, les phases G1, G2 et S sont considérées comme une interface. La division nucléaire et cytoplasmique (mitose et cytokinèse) constitue la dernière étape du cycle cellulaire.

Aperçu de la mydose. Source: ViewAprabha [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)]

Au niveau moléculaire, la myitose est initiée par l'activation d'une kinase (protéine) appelée MPF (facteur de promotion de maturation) et la phosphorylation conséquente d'un nombre significatif de composants de composants cellulaires. Ce dernier permet à la cellule de présenter les changements morphologiques nécessaires pour effectuer le processus de division.

La mitose est un processus asexué, car la cellule progénitrice et ses filles ont exactement la même information génétique. Ces cellules sont connues sous le nom de diploïde en portant la charge chromosomique complète (2N).

La méiose, en revanche, est le processus de division cellulaire qui entraîne une reproduction sexuelle. Dans ce processus, une cellule souploïde reproduit ses chromosomes puis divise deux fois de suite (sans reproduire ses informations génétiques). Enfin, 4 cellules filles sont générées avec seulement la moitié de la charge chromosomique, qui sont appelées haploïdes (N).

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Généralités de la mitose

La mitose dans les organismes unicellulaires produit généralement des cellules filles très similaires à ses parents. En revanche, lors du développement d'êtres multicellulaires, ce processus peut provoquer deux cellules avec des caractéristiques différentes (bien qu'elle soit génétiquement identique).

Cette différenciation cellulaire donne naissance aux différents types de cellules qui composent les organismes multicellulaires.

Au cours de la vie d'un organisme, le cycle cellulaire se produit en continu, formant constamment de nouvelles cellules qui à leur tour, se développent et se préparent à diviser par la myitose.

La croissance et la division cellulaire sont régulées par des mécanismes, tels que l'apoptose (mort cellulaire programmée), qui permettent de maintenir un équilibre, en évitant la croissance excessive des tissus. De cette manière, il est assuré que les cellules défectueuses sont remplacées par de nouvelles cellules, selon les exigences et les besoins de l'organisme.

Quelle pertinence ce processus a-t-il?

La capacité de reproduction est l'une des caractéristiques les plus importantes de tous les organismes (de l'unicellulaire au multicellulaire) et les cellules qui le composent. Cette qualité permet d'assurer la continuité de vos informations génétiques.

La compréhension des processus de mitose et de méiose a joué un rôle fondamental dans la compréhension des caractéristiques cellulaires intrigantes des organismes. Par exemple, la propriété de maintenir le nombre de chromosomes d'une cellule à une autre au sein d'un individu, et entre des individus de la même espèce.

Lorsque nous souffrons d'un certain type de coupe ou de blessure dans notre peau, nous observons comment, en quelques jours, la peau endommagée est récupérée. Cela se produit grâce au processus de myitose.

Phases et ses caractéristiques

En général, la mythose suit la même séquence de processus (phases) dans toutes les cellules eucaryotes. Dans ces phases, de nombreux changements morphologiques se produisent dans la cellule. Parmi eux la condensation des chromosomes, la rupture de la membrane nucléaire, la séparation de la cellule de la matrice extracellulaire et d'autres cellules, et la division du cytoplasme.

Dans certains cas, la division nucléaire et la division cytoplasmique sont considérées comme différentes phases (mitose et cytokinèse, respectivement).

Pour une meilleure étude et une meilleure compréhension du processus, six (6) phases ont été désignées, appelées: propase, promise, métaphase, anaphase et télophase, puis considérant la cytokinèse comme une sixième phase, qui commence à se développer pendant l'anaphase.

La télophase est la dernière phase de la mitose. Pris de https: // communes.Wikimedia.Org / wiki / fichier: mitosepanel.Jpg. Via Wikimedia Commons

Ces phases ont été étudiées depuis le XIXe siècle au microscope optique, donc aujourd'hui, elles sont facilement reconnaissables selon les caractéristiques morphologiques de la cellule, comme la condensation chromosomique, et la formation du fuseau mitotique.

Prophase

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

Profase est la première manifestation visible de la division cellulaire. Dans cette phase, vous pouvez voir l'apparition de chromosomes comme des formes distinctibles, en raison du compactage progressif de la chromatine. Cette condensation des chromosomes commence par la phosphorylation des molécules Histona H1 par la MPF kinase.

Le processus de condensation se compose d'une contraction et donc de la réduction de l'ampleur des chromosomes. Cela se produit en raison du roulement des fibres de chromatine, produisant des structures plus déplacables (chromosomes mitotiques).

Les chromosomes précédemment dupliqués au cours de la période S du cycle cellulaire, acquièrent une apparence à double filament, appelées chromatides sœurs, ces filaments restent unis à travers une région appelée Centromero. Dans cette phase, les nucléoli disparaissent également.

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Formation de fuseau mitotique

Par Silvia3 [gfdl (http: // www.gnou.Org / copyleft / fdl.html) ou cc by-sa 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)], de Wikimedia Commons

Pendant la prophase, le fuseau mitotique, composé de microtubules et de protéines qui constituent un ensemble de fibres.

Au fur et à mesure que la broche se forme, les microtubules du cytosquelette (par désactivation des protéines qui maintiennent leur structure) sont désassemblés, fournissant le matériel nécessaire pour la formation dudit broche mitotique.

Les centres (un organite sans membrane, fonctionnel dans le cycle cellulaire), en double dans l'interface, agit comme l'unité d'assemblage des microtubules de la broche. Dans les cellules animales, le centrage a au centre, une paire de centrioles; Mais ceux-ci sont absents dans la plupart des cellules végétales.

Les centres en double, ils commencent à en séparer les uns des autres tandis que les microtubules de la broche sont assemblés dans chacun d'eux, commençant à migrer vers les extrémités opposées de la cellule.

À la fin de la prophase, la rupture de l'emballage nucléaire commence, se produisant dans des processus distincts: le détrage MAS du pore nucléaire, la feuille nucléaire et les membranes nucléaires. Cette rupture permet au fuseau mitotique et aux chromosomes de commencer à interagir.

Promesse

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

À ce stade, l'enveloppe nucléaire a été complètement fragmentée, de sorte que les microtubules de la broche envahissent cette zone, interagissant avec les chromosomes. Les deux centres se sont séparés, chacun dans les pôles du fuseau mitotique, dans les extrêmes opposés des cellules.

Maintenant, le fuseau mitotique comprend les microtubules (qui s'étendent de chaque centrage au centre de la cellule), les centres et une paire d'Ostes (structures avec distribution radiale de microtubules courts, qui sont déployés à partir de chaque centrage).

Les chromatides se sont développées chacune, une structure protéique spécialisée, appelée Cinetocoro, située dans le centromère. Ces Knetocoros sont situés dans des directions opposées et certaines microtubules sont adhérés, appelés microtubules de CinnetoCoro.

Ces microtubules attachés à Cinetocoro commencent à déplacer le chromosome à partir de la fin desquels ils s'étendent; certains d'un poteau et d'autres du pôle opposé. Cela crée un effet de «traction et rétrécissement» qui, lors de la stabilisation, permet au chromosome de se terminer entre les extrémités de la cellule.

Métaphase

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

Dans la métaphase, les centres sont situés aux extrémités opposées des cellules. La broche montre une structure claire, au centre desquelles les chromosomes sont situés. Les centromères de ces chromosomes sont fixés aux fibres et alignés dans un plan imaginaire appelé plaque métaphasique.

Les cipnetocoros chromatides restent attachés aux microtubules du cinétocoro. Les microtubules qui n'adhèrent pas aux Knetocoros et s'étendent des pôles opposés de la broche, interagissent désormais les uns avec les autres. À ce stade, les microtubules des Ostes sont en contact avec la membrane plasmique.

Cette croissance et cette interaction des microtubules, complète la structure de la broche mitotique et donne une apparence "cage d'oiseaux".

Morphologiquement, cette phase est celle qui apparaît moins de changements, il a donc été considéré comme une phase de repos. Cependant, bien qu'ils ne soient pas facilement appréciables, de nombreux processus importants y se produisent, en plus d'être le plus long stade de la mitose.

Anaphase

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

Pendant l'anaphase, chaque paire de chromatides commence à se séparer (par l'inactivation des protéines qui les maintiennent ensemble). Les chromosomes séparés se déplacent vers les extrémités opposées de la cellule.

Ce mouvement de migration est dû au fait que les microtubules du Catocoro de Acortan, générant un effet de "traction" qui fait que chaque chromosome se déplace, de son centromero. Selon l'emplacement du centromère dans le chromosome, il peut prendre lors de son déplacement une forme particulière telle que V ou J.

Les microtubules non adhéraient à la kénétocoro, se développent et s'allongent par adhérence de la tubuline (protéine) et par l'action des protéines moteurs qui se déplacent dessus, permettant au contact entre eux d'arrêter. Alors qu'ils s'éloignent les uns des autres, les poteaux de broche le font aussi, allongeant la cellule.

À la fin de cette phase, les groupes de chromosomes sont situés aux extrémités opposées de la broche mitotique, donc chaque extrémité de la cellule est avec un ensemble complet et équivalent de chromosomes.

Télophase

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

La télophase est la dernière phase de la division nucléaire. Les microtubules Cinetocoro se désintégrent tandis que les microtubules polaires sont encore allongés.

La membrane nucléaire commence à se former autour de chaque jeu de chromosomes, en utilisant les enveloppes nucléaires de la cellule parentale, qui étaient comme des vésicules de cytoplasme.

À ce stade, les chromosomes qui se trouvent dans les pôles cellulaires sont complètement découragés en raison de la défaillance des molécules d'histone (H1). La formation des éléments de la membrane nucléaire est dirigée par plusieurs mécanismes.

Pendant l'anaphase, de nombreuses protéines phosphorylées ont commencé à être diffoosphorilotées dans la prophase. Cela permet le début de la télophase, les vésicules nucléaires commencent à se réassembler, associées à la surface des chromosomes.

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D'un autre côté, le pore nucléaire est réassembla permettant le pompage des protéines nucléaires. Les protéines de la lame nucléaire sont diffusées, ce qui leur permet de s'associer à nouveau, pour terminer la formation de ladite lame nucléaire.

Enfin, après que les chromosomes sont complètement découragés, la synthèse de l'ARN est redémarrée, formant à nouveau le nucléole et terminant ainsi la formation des nouveaux noyaux d'interface des cellules filles.

Cytokinèse

La cytocicese est prise comme un événement distinct de la division nucléaire, et généralement dans les cellules typiques, le processus de division cytoplasmique accompagne chaque myitose, à partir de l'anaphase. Plusieurs études ont montré que dans certains embryons, plusieurs divisions nucléaires se produisent avant la division cytoplasmique.

Le processus commence par l'apparition d'une rainure ou d'une fente qui est marquée dans le plan de la plaque métaphasique, garantissant que la division se produit entre les groupes chromosomes. Le lieu de la fente est indiqué par le fuseau mitotique spécifiquement, les microtubules des Áster.

Dans la fente marquée, il existe une série de microfilaments formant un anneau dirigé vers le côté cytoplasmique de la membrane cellulaire, largement composé d'actine et de myosine. Ces protéines interagissent entre elles, permettant la contraction de l'anneau autour de la rainure.

Cette contraction est générée par le glissement des filaments de ces protéines, lorsqu'ils interagissent les uns avec les autres, de la même manière qu'ils le font par exemple dans les tissus musculaires.

La contraction de l'anneau est approfondie en exerçant un effet de "pincement" qui divise enfin la cellule parent, permettant la séparation des cellules filles, avec son contenu cytoplasmique en développement.

Cytocinie dans les cellules végétales

Les cellules végétales ont une paroi cellulaire, donc leur processus de division cytoplasmique est différent de celui décrit précédemment et commence en télophase.

La formation d'une nouvelle paroi cellulaire commence à assembler les microtubules de la broche résiduelle, constituant le framoplaste. Cette structure cylindrique est formée par deux jeux de microtubules qui se connectent à ses extrémités, et dont les pôles positifs sont intégrés dans une plaque électronique dans le plan équatorial.

De petites vésicules de l'appareil de Golgi, pleine de précurseurs de la paroi cellulaire, se déplacent à travers les microtubules du framoplaste vers la région équatoriale, combinant pour former une plaque cellulaire. Le contenu des vésicules est séparé sur cette plaque à mesure qu'il grandit.

Cette plaque pousse, fusionnant avec la membrane plasmique le long du périmètre cellulaire. Cela se produit en raison de la réorganisation constante des microtubules du framoplaste dans la périphérie de la plaque, permettant à plus de vésicules de se déplacer vers ce plan et de vider son contenu.

De cette façon, la séparation cytoplasmique des cellules filles se produit. Enfin, le contenu de la plaque cellulaire à côté des microfibres de cellulose à l'intérieur permet de terminer la formation de la nouvelle paroi cellulaire.

Les fonctions

La mitose est un mécanisme de division dans les cellules et fait partie de l'une des phases du cycle cellulaire chez les eucaryotes. D'une manière simple, nous pouvons dire que la fonction principale de ce processus est la reproduction d'une cellule dans deux cellules filles.

Pour les organismes unicellulaires, la division cellulaire signifie la génération de nouveaux individus, tandis que pour les organismes multicellulaires, ce processus fait partie de la croissance et du fonctionnement correct du corps complet (la division cellulaire génère le développement des tissus et le maintien des structures).

Le processus de mythose est activé selon les exigences de l'organisme. Chez les mammifères, par exemple, les globules rouges (érythrocytes) commencent à diviser plus de cellules, lorsque le corps a besoin d'une meilleure capture d'oxygène. De même, les globules blancs (leucocytes) se reproduisent lorsqu'il est nécessaire de combattre une infection.

En revanche, certaines cellules animales spécialisées n'ont pratiquement pas le processus de mitose ou sont très lentes. Exemple de cela sont des cellules nerveuses et des cellules musculaires).

En général, ce sont des cellules qui font partie du tissu conjonctif et structurel de l'organisme et dont la reproduction n'est nécessaire que lorsqu'une cellule a un certain défaut ou une détérioration et doit être remplacée.

Régulation de la croissance et division cellulaire.

La croissance cellulaire et le système de division cellulaire sont beaucoup plus complexes dans les organismes multicellulaires que dans l'unicellulaire. Dans ce dernier, la reproduction est fondamentalement limitée par la disponibilité des ressources.

Dans les cellules animales, la division est détenue jusqu'à ce qu'il y ait un signal positif qui active ce processus. Cette activation se présente sous la forme de signaux chimiques des cellules voisines. Cela permet de prévenir la croissance illimitée des tissus et la reproduction de cellules défectueuses, qui peuvent sérieusement nuire à la vie de l'organisme.

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L'un des mécanismes qui contrôlent la multiplication cellulaire est l'apoptose, où une cellule meurt (en raison de la production de certaines protéines qui activent l'autodestruction) si elle a des dommages considérables ou est infecté par un virus.

Il existe également la régulation du développement cellulaire par l'inhibition des facteurs de croissance (tels que les protéines). Ainsi, les cellules restent dans l'interface, sans passer à la phase m du cycle cellulaire.

Organismes qui le réalisent

Le processus de mitose est réalisé dans la grande majorité des cellules eucaryotes, des organismes unicellulaires tels que la levure, qui l'utilisent comme processus de reproduction asexué, à des organismes multicellulaires complexes tels que les plantes et les animaux et les animaux.

Bien qu'en général, le cycle cellulaire est le même pour toutes les cellules eucaryotes, il existe des différences notables entre les organismes unicellulaires et multicellulaires. Dans le premier, la croissance et la division des cellules sont favorisées par la sélection naturelle. Dans les organismes multicellulaires, la prolifération est limitée par des mécanismes de contrôle stricts.

Dans les organismes unicellulaires, la reproduction se produit accélérée, car le cycle cellulaire fonctionne constamment et les cellules filles se lancent rapidement vers la myitose pour poursuivre ce cycle. Tandis que les cellules des organismes multicellulaires prennent beaucoup plus de temps pour grandir et diviser.

Il existe également quelques différences entre les processus mitotiques des cellules végétales et animales, comme dans certaines phases de ce processus, cependant, en principe, le mécanisme fonctionne de manière similaire dans ces organismes.

Division cellulaire dans les cellules procaryotes

Cellule procaryote

En général, les cellules procaryotes se développent et sont divisées à un rythme plus rapide que les cellules eucaryotes.

Les organismes atteints de cellules procaryotes (généralement unicellulaires ou dans certains cas multicellulaires) n'ont pas de membrane nucléaire qui isole le matériel génétique à l'intérieur d'un noyau, il est donc dispersé dans la cellule, dans une zone appelée nucléoïde. Ces cellules ont un chromosome circulaire principal.

La division cellulaire dans ces organismes est alors beaucoup plus directe que dans les cellules eucaryotes, sans mécanisme décrit (mitose). En eux, la reproduction est effectuée par un processus appelé fission binaire, où la réplication de l'ADN commence dans un site chromosomique circulaire spécifique (origine de la réplication ou de l'oric).

Deux origines se forment qui migrent vers les côtés opposés de la cellule à mesure que la réplication se produit, et la cellule s'étire jusqu'à ce qu'elle atteigne deux fois la taille. À la fin de la réplication, la membrane cellulaire se transforme en cytoplasme, divisant la cellule progénitrice en deux filles avec le même matériel génétique.

Évolution de la mitose

L'évolution des cellules eucaryotes a apporté avec lui l'augmentation de la complexité du génome. Cela impliquait le développement de mécanismes de division plus élaborés.

Ce qui a précédé la mitose?

Il existe des hypothèses qui proposent que la division bactérienne est le mécanisme prédécesseur de la mitose. Une certaine relation entre les protéines associées à la fission binaire a été trouvée (qui peut être celle qui ancre les chromosomes à des sites spécifiques de la membrane plasmique des filles) avec la tubuline et l'actine des cellules eucaryotes.

Certaines études indiquent certaines particularités dans la division des protistes unicellulaires modernes. En eux la membrane nucléaire reste intacte pendant la mitose. Les chromosomes reproduits restent ancrés sur certains sites de cette membrane, se séparant lorsque le noyau commence à s'étirer pendant la division cellulaire.

Cela montre une certaine coïncidence avec le processus de fission binaire, où les chromosomes répliqués sont fixés à certains endroits de la membrane cellulaire. L'hypothèse propose alors que les protistes qui présentent cette qualité au cours de leur division cellulaire auraient pu maintenir cette caractéristique d'une cellule cellulaire ancestrale.

À l'heure actuelle, des explications sur les raisons pour lesquelles les cellules eucaryotes des organismes multicellulaires n'ont pas encore été développées, il est nécessaire que la membrane nucléaire se désintégre pendant le processus de division cellulaire.

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