L'ensemble des chromosomes est représenté sur un caryotype , ou carte de chromosomes, où les chromosomes sont habituellement présentés par paires, en parallèle avec leur homologue. Dans sa définition commune le chromosome est constitué d'une ou plusieurs molécule d' ADN , d' histones et de protéines non-histones, en ne tenant pas compte de son degré de condensation. Dans sa définition la plus scientifiquement rigoureuse, un chromosome correspond à une structure totalement condensée de chromatine.
Dans cette définition, le chromosome est seulement présent pendant la mitose, plus précisément pendant la métaphase où il prend le nom de chromosome métaphasique c'est pendant la métaphase qu'il atteint son degré de condensation maximum , et se trouve en dehors du noyau car ce dernier n'existe plus. Néanmoins il n'est pas incohérent de parler de chromosome pour les autres phases de la mitose , mais l'on parlera alors de chromosome mitotique au sens large. Le reste du temps hors mitose , la chromatine est plus ou moins condensée dans le noyau en euchromatine ou hétérochromatine et ne forme pas de chromosome il est sous la forme de pelote de laine, à l'aspect fibreux.
Un chromosome peut posséder une, deux ou plusieurs molécules d'ADN chromatines en fonction de l' espèce et du cycle cellulaire. Chez certaines espèces, comme chez les diptères , certains chromosomes sont dits polyténiques et possèdent plusieurs chromatides jusqu'à 1 Après la réplication de l'ADN pendant l' interphase du cycle cellulaire , les chromosomes sont composés de deux chromatides identiques, attachées au niveau du centromère.
Chaque chromatide est formée d'une molécule d'ADN le nucléofilament associée à des protéines, les histones , autour desquelles elle s'enroule pour former des nucléosomes. Aux extrémités de chaque chromatide se trouvent les télomères , constitués de séquences répétitives d'ADN, qui assurent une protection des terminaisons chromosomiques. Les télomères et le centromère ne codent pas d'information génétique, il s'agit d' ADN non codant. En microscopie optique, on distingue sur les chromosomes des régions condensées, formées d' hétérochromatine , et des régions décondensées, formées d' euchromatine.
Les gènes exprimés se localisent principalement au niveau de l'euchromatine. Les bactéries et les Archaea possèdent en général un unique chromosome circulaire appelé chromoïde. Cependant, chez quelques espèces, comme la bactérie Borrelia burgdorferi , le chromosome est linéaire. Il existe également quelques bactéries, comme Rhodobacter sphaeroides , qui possèdent deux chromosomes [ 2 ].
Les bactéries contiennent également de l'ADN sous forme de plasmides , éléments génétiques non chromosomiques, non-essentiels à la survie de la cellule.
La position de l’ADN dans le noyau détermine le comportement des cellules
Les eucaryotes possèdent de multiples chromosomes linéaires contenus dans le noyau cellulaire. Chaque chromosome a son propre centromère , avec un ou deux bras se projetant à partir de celui-ci. Lors de la mitose et de la méiose, le centromère permet l'assemblage du kinétochore qui lie les chromosomes aux microtubules , permettant ainsi leurs déplacements et leur répartition entre les deux cellules filles.
Les extrémités des chromosomes sont des structures spéciales appelées télomères. Ces extrémités raccourcissent à chaque réplication car l'ADN polymérase a besoin d'une amorce pour commencer la réplication.
Comprendre le cycle cellulaire et le rôle du matériel génétique (ADN)
Une enzyme, la télomérase, permet dans certains cas de rétablir la longueur des télomères. La réplication de l'ADN commence à divers endroits du chromosome. Les gamètes cellules sexuelles ne possèdent qu'un seul exemplaire de chaque chromosome, tandis que les autres cellules de l'organisme, dites cellules somatiques, possèdent deux exemplaires de chaque. Chaque cellule somatique humaine possède 22 paires de chromosomes homologues également appelés autosomes , numérotés de 1 à 22 , et une paire de chromosomes sexuels également appelés hétérochromosomes ou gonosomes , soit un total de 23 paires.
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Les deux chromosomes X de la femme sont homologues, mais le chromosome Y n'est homologue au chromosome X que pour une petite partie région pseudo-autosomique. La phase S est la phase de synthèse où l'ADN de la cellule est répliqué dans le noyau, elle dure environ 10 à 12h heures. En phase G2, la cellule se prépare à l'entrée en mitose. Pendant cette période, la cellule va vérifier que son ADN a été correctement répliqué.
Elle dure environ 3 heures. A l'exception des cellules reproductrices mâles et femelles, les cellules humaines comportent 46 chromosomes.
Transmission et expression de l'information génétique
De cette façon, on parle de cellule diploïde lorsque chaque type de chromosomes différents peut être regroupé par paire. On écrit alors 2n. On écrit alors n. A l'exception des hématies, des cellules nerveuses et des fibres musculaires squelettiques, toutes les cellules sont susceptibles de se diviser. Elle dure environ 1 heure.
Les chromosomes, le matériel nucléaire et cytoplasmique de la cellule mère vont alors être divisés entre deux cellules filles, mais le processus de répartition est complexe. Les filaments de chromatine se condensent en chromatide pour former des chromosomes dans le noyau. Les centrioles de la cellule se répliquent en deux paires et se répartissent à chaque pôle du noyau. Des microtubules se développent en forme de fuseau, sortes de rails sur lesquels vont se déplacer les chromosomes. La membrane nucléaire se désagrège.
La membrane nucléaire se rompt en vésicules. Les chromosomes sont très condensés et se lient aux kinétochores assemblage de protéines au niveau des centromères des chromosomes. Les microtubules capturent les chromosomes au niveau des kinétochores. Lorsque la capture est réalisée des deux côtés, le jeu coordonné des microtubules place les chromosomes à égale distance des pôles à l'équateur , formant la plaque équatoriale.
Tant que le dernier chromosome n'est pas en place, les autres chromosomes alignés attendent. Les chromosomes sont tous disposés à l'équateur de la cellule. Les chromatides de chaque chromosome se séparent par le centromère qui se clive. Les moteurs des kinétochores font monter les chromatides vers les pôles opposés de la cellule un lot de 46 chromosomes avec une chromatide à chaque pôle.
Une membrane nucléaire se forme, le fuseau s'estompe. Une cloison entre les cellules filles se crée. Tous les chromosomes fils sont aux pôles. Les microtubules kinétochoriens ont disparu. La mitose est terminée et la cellule entreprend son processus de clivage. La plus visible des modifications est l'invagination progressive de la membrane plasmique, autour du centre de la cellule et dans le plan équatorial.
Un anneau contractile s'est formé et c'est lui qui est responsable de cette déformation.
Le sillon de division ainsi créé se creuse de plus en plus, jusqu'à la séparation complète des deux cellules filles. En effet, les cellules normales diploïdes 2n, soit 46 chromosomes sont réduites à des cellules haploïdes n, soit 23 chromosomes. Pour arriver à ce résultat, la cellule procède à deux divisions : la division réductionnelle et la division équationnelle. Ainsi, à la fin de la méiose, on aboutit à quatre cellules haploïdes à partir de chaque cellule qui entre en méiose. Elle fait passer la cellule diploïde 2n à 2 chromatides à deux cellules haploïdes n à deux chromatides.
Cette division consiste en une simple mitose, sauf que le nombre de chromosomes est différent. Au final, à partir de deux cellules haploïdes n à deux chromatides, on obtient quatre cellules haploïdes à une chromatide au contenu génétique différent. Elle survient à une étape précise du développement de la cellule. La nécrose , quant à elle, est une mort cellulaire accidentelle. Retrouvez l'ensemble des cours Biologie Fondamentale sur Infirmiers. Bernadette Fabregas. Bonjour, pour répondre à votre question, nous ne disposons pas de cet image en haute définition.
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