La division cellulaire

Avant de se diviser, une cellule humaine copie ses 46 chromosomes, pour que chaque nouvelle cellule reçoive un jeu complet.

Une cellule, deux cellules

Un genou écorché guérit parce que les cellules voisines de la plaie se divisent et comblent le trou. La théorie cellulaire dit que toute cellule vient d'une cellule, et ce chapitre montre comment. Le cycle cellulaire est la suite ordonnée d'événements pendant laquelle une cellule grandit, copie son ADN et se sépare en deux cellules filles génétiquement identiques. Il a deux grandes phases : l'interphase et la phase mitotique.

L'interphase : se préparer

Une cellule passe la plus grande partie de sa vie en interphase, qui comporte trois étapes. En G1, le premier intervalle, la cellule semble calme au microscope mais elle accumule activement des matériaux et de l'énergie. Pendant la phase S, pour synthèse, elle copie chaque chromosome. Chaque copie reste attachée à l'original en un point appelé centromère. Les deux copies s'appellent des chromatides sœurs. Dans les cellules animales, le centrosome est aussi copié. En G2, le second intervalle, la cellule reconstitue ses réserves d'énergie, fabrique les protéines nécessaires pour déplacer les chromosomes et termine ses préparatifs.

Toutes les cellules ne continuent pas leur cycle. Certaines en sortent et se reposent dans une phase appelée G0. Certaines n'y restent que jusqu'à ce que les conditions s'améliorent ou qu'un signal arrive. D'autres, comme les cellules du muscle cardiaque adulte et les cellules nerveuses, restent en G0 pour de bon et se divisent rarement ou jamais.

La mitose en cinq étapes

La phase mitotique commence par la mitose, la division du noyau. Les biologistes distinguent cinq étapes, même si la cellule les traverse en un seul processus continu. En prophase, les chromosomes s'enroulent et deviennent visibles, l'enveloppe nucléaire commence à se défaire, le nucléole disparaît et les deux centrosomes se dirigent vers des pôles opposés, avec des fibres du fuseau qui poussent entre eux. En prométaphase, les fibres du fuseau s'attachent à chaque chromosome au niveau d'une zone de protéines appelée kinétochore. En métaphase, tous les chromosomes s'alignent au milieu de la cellule. En anaphase, les chromatides sœurs sont séparées, chacune devenant un chromosome à part, et tirées vers des pôles opposés, et la cellule s'allonge. En télophase, les chromosomes arrivent aux pôles et se déroulent, et une nouvelle enveloppe nucléaire se forme autour de chaque lot.

Partager le cytoplasme

La cytokinèse sépare le reste de la cellule. Dans une cellule animale, un anneau de filaments d'actine situé juste sous la membrane se resserre autour du milieu comme un cordon. Il forme un creux appelé sillon de division, qui s'approfondit jusqu'à ce que la cellule se coupe en deux. Une cellule végétale ne peut pas s'étrangler, car elle a une paroi rigide. À la place, des vésicules venant de l'appareil de Golgi se rassemblent au milieu, fusionnent en une structure appelée plaque cellulaire et s'étendent vers l'extérieur jusqu'à ce qu'une nouvelle paroi sépare les deux cellules filles. Si un noyau se divise mais pas le cytoplasme, on obtient une cellule à plusieurs noyaux.

Compter aide. Une cellule du corps humain a 46 chromosomes. Après la phase S, elle a toujours 46 chromosomes, mais chacun est fait de deux chromatides sœurs : il y a donc 92 chromatides. En anaphase, ces 92 chromatides se séparent, 46 vers chaque pôle, et chaque cellule fille se retrouve avec 46 chromosomes, comme la cellule mère. À partir de 1879, Walther Flemming colora des cellules en division et vit les chromosomes se fendre dans la longueur. Dans son livre de 1882, il nomma l'ensemble du processus mitose.