D’Où Viennent les Cellules?

Image 3D d’une cellule de souris aux derniers stades de la division cellulaire (télophase). (Image de Lothar Schermelleh)

Parfois, vous vous mordez accidentellement la lèvre ou la peau du genou, mais en quelques jours, la plaie guérit. Est-ce magique ? Ou, y a-t-il une autre explication?

Chaque jour, chaque heure, chaque seconde, l’un des événements les plus importants de la vie se passe dans votre corps — les cellules se divisent. Lorsque les cellules se divisent, elles créent de nouvelles cellules. Une seule cellule se divise pour former deux cellules et ces deux cellules se divisent ensuite pour former quatre cellules, et ainsi de suite. Nous appelons ce processus « division cellulaire » et « reproduction cellulaire », car de nouvelles cellules se forment lorsque les anciennes cellules se divisent. La capacité des cellules à se diviser est unique pour les organismes vivants.

Pourquoi Les Cellules Se divisent-Elles ?

Les cellules se divisent pour de nombreuses raisons. Par exemple, lorsque vous pelez votre genou, les cellules se divisent pour remplacer les cellules anciennes, mortes ou endommagées. Les cellules se divisent également pour que les êtres vivants puissent se développer. Lorsque les organismes se développent, ce n’est pas parce que les cellules grossissent. Les organismes se développent parce que les cellules se divisent pour produire de plus en plus de cellules. Dans le corps humain, près de deux billions de cellules se divisent chaque jour.

Regardez les cellules se diviser dans cette vidéo en accéléré d’une cellule animale (en haut) et d’une cellule de la bactérie E. coli (en bas). La vidéo comprime 30 heures de division cellulaire mitotique en quelques secondes. (Vidéo de l’Institut National de Génétique)

Combien de Cellules Y A-t-Il dans Votre Corps?

Toi et moi avons commencé comme une seule cellule, ou ce que vous appelleriez un œuf. Au moment où vous serez adulte, vous aurez des milliards de cellules. Ce nombre dépend de la taille de la personne, mais les biologistes placent ce nombre autour de 37 billions de cellules. Oui, c’est trillion avec un « T »

Comment Les Cellules Savent-Elles Quand se diviser?

Dans la division cellulaire, la cellule qui se divise est appelée la cellule « parent ». La cellule mère se divise en deux cellules « filles ». Le processus se répète ensuite dans ce qu’on appelle le cycle cellulaire.

Division cellulaire des cellules pulmonaires cancéreuses (Image des NIH)

Les cellules régulent leur division en communiquant entre elles à l’aide de signaux chimiques provenant de protéines spéciales appelées cyclines. Ces signaux agissent comme des commutateurs pour indiquer aux cellules quand commencer à se diviser et plus tard quand arrêter de se diviser. Il est important que les cellules se divisent pour que vous puissiez grandir et que vos coupures guérissent. Il est également important que les cellules cessent de se diviser au bon moment. Si une cellule ne peut pas arrêter de se diviser alors qu’elle est censée s’arrêter, cela peut entraîner une maladie appelée cancer.

Certaines cellules, comme les cellules de la peau, se divisent constamment. Nous devons continuellement fabriquer de nouvelles cellules de la peau pour remplacer les cellules de la peau que nous perdons. Saviez-vous que nous perdons 30 000 à 40 000 cellules mortes chaque minute ? Cela signifie que nous perdons environ 50 millions de cellules chaque jour. C’est beaucoup de cellules de la peau à remplacer, ce qui rend la division cellulaire dans les cellules de la peau si importante. D’autres cellules, comme les cellules nerveuses et cérébrales, se divisent beaucoup moins souvent.

Comment les cellules se divisent

Selon le type de cellule, il existe deux façons de diviser les cellules: la mitose et la méiose. Chacune de ces méthodes de division cellulaire a des caractéristiques particulières. L’une des principales différences dans la mitose est qu’une seule cellule se divise en deux cellules qui sont des répliques l’une de l’autre et qui ont le même nombre de chromosomes. Ce type de division cellulaire est bon pour la croissance, la réparation et l’entretien de base. Dans la méiose, une cellule se divise en quatre cellules qui ont la moitié du nombre de chromosomes. La réduction de moitié du nombre de chromosomes est importante pour la reproduction sexuée et assure la diversité génétique.

Division cellulaire de la mitose

La mitose est la façon dont les cellules somatiques — ou non reproductives – se divisent. Les cellules somatiques constituent la plupart des tissus et organes de votre corps, y compris la peau, les muscles, les poumons, l’intestin et les cellules ciliées. Les cellules reproductrices (comme les œufs) ne sont pas des cellules somatiques.

Dans la mitose, l’important à retenir est que les cellules filles ont chacune les mêmes chromosomes et le même ADN que la cellule mère. Les cellules filles de la mitose sont appelées cellules diploïdes. Les cellules diploïdes ont deux ensembles complets de chromosomes. Étant donné que les cellules filles ont des copies exactes de l’ADN de leur cellule mère, aucune diversité génétique n’est créée par la mitose dans les cellules saines normales.

La division cellulaire de la mitose crée deux cellules diploïdes filles génétiquement identiques. Les principales étapes de la mitose sont présentées ici. (Image de Mysid de Science Primer et du Centre National d’Information sur la biotechnologie)

Le cycle cellulaire de la mitose

Avant qu’une cellule ne commence à se diviser, elle se trouve dans l’Interphase « . »Il semble que les cellules doivent se diviser constamment (rappelez-vous qu’il y a 2 billions de divisions cellulaires dans votre corps chaque jour), mais chaque cellule passe en fait la plupart de son temps dans l’interphase. L’interphase est la période pendant laquelle une cellule se prépare à se diviser et à démarrer le cycle cellulaire. Pendant ce temps, les cellules recueillent des nutriments et de l’énergie. La cellule mère fait également une copie de son ADN pour le partager également entre les deux cellules filles.

Le processus de division de la mitose comporte plusieurs étapes ou phases du cycle cellulaire – interphase— prophase, prométaphase, métaphase, anaphase, télophase et cytokinèse — pour réussir à fabriquer les nouvelles cellules diploïdes.

Le cycle cellulaire de mitose comprend plusieurs phases qui aboutissent à deux nouvelles cellules filles diploïdes. Chaque phase est mise en évidence ici et représentée par microscopie optique avec fluorescence. Cliquez sur l’image pour en savoir plus sur chaque phase. (Image de l’OpenStax College avec des travaux modifiés de Mariana Ruiz Villareal, Roy van Heesheen et du Wadsworth Center.)

Lorsqu’une cellule se divise pendant la mitose, certains organites sont divisés entre les deux cellules filles. Par exemple, les mitochondries sont capables de croître et de se diviser pendant l’interphase, de sorte que les cellules filles ont chacune suffisamment de mitochondries. L’appareil de Golgi, cependant, se décompose avant la mitose et se réassemble dans chacune des nouvelles cellules filles. Beaucoup de détails sur ce qui arrive aux organites avant, pendant et après la division cellulaire font actuellement l’objet de recherches. (Vous pouvez en savoir plus sur les parties cellulaires et les organites en cliquant ici.)

Division cellulaire de la méiose

La méiose est l’autre moyen principal de division des cellules. La méiose est une division cellulaire qui crée des cellules sexuelles, comme les ovules femelles ou les spermatozoïdes mâles. Qu’est-ce qui est important à retenir de la méiose? Dans la méiose, chaque nouvelle cellule contient un ensemble unique d’informations génétiques. Après la méiose, les spermatozoïdes et les ovules peuvent se joindre pour créer un nouvel organisme.

La méiose est la raison pour laquelle nous avons une diversité génétique chez tous les organismes reproducteurs sexuellement. Pendant la méiose, une petite partie de chaque chromosome se détache et se rattache à un autre chromosome. Ce processus est appelé « croisement » ou « recombinaison génétique. »La recombinaison génétique est la raison pour laquelle les frères et sœurs complets fabriqués à partir d’ovules et de spermatozoïdes des deux mêmes parents peuvent être très différents l’un de l’autre.

Le cycle cellulaire de la méiose comporte deux étapes principales de division: la méiose I et la méiose II. Le résultat final de la méiose est quatre cellules filles haploïdes qui contiennent chacune des informations génétiques différentes les unes des autres et de la cellule mère. Cliquez pour plus de détails. (Image tirée de Science Primer du Centre National d’Information sur la biotechnologie.)

Le Cycle cellulaire de la Méiose

La méiose a deux cycles de division cellulaire, commodément appelés Méiose I et Méiose II. La méiose I divise par deux le nombre de chromosomes et l’est également lors du croisement. La méiose II réduit de moitié la quantité d’informations génétiques dans chaque chromosome de chaque cellule. Le résultat final est quatre cellules filles appelées cellules haploïdes. Les cellules haploïdes n’ont qu’un seul ensemble de chromosomes – la moitié du nombre de chromosomes que la cellule mère.

Avant le début de la méiose I, la cellule passe par une interphase. Tout comme dans la mitose, la cellule mère utilise ce temps pour se préparer à la division cellulaire en recueillant des nutriments et de l’énergie et en faisant une copie de son ADN. Au cours des étapes suivantes de la méiose, cet ADN sera commuté lors de la recombinaison génétique, puis divisé entre quatre cellules haploïdes.

Alors rappelez-vous, la mitose est ce qui nous aide à grandir et la méiose est la raison pour laquelle nous sommes tous uniques!

Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Ann. Une estimation du nombre de cellules dans le corps humain. Extrait le 14 mars 2014 de https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164.

Vidéo originale de cellules animales et de cellules d’E. Coli de l’Institut national de génétique via Wikimedia. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Movie_4._Cell_division.ogv