La réplication conforme de la cellule, sûrement une des notions de SVT que les élèves ont le plus de mal à comprendre au départ. Rassure-toi, tu n’es pas le seul dans ton cas. Moi aussi, je suis passée par là et avec moi, la majorité des personnes de ma classe !
Tu as sûrement déjà vu au collège le phénomène de mitose : lorsqu’une cellule se divise en deux pour former deux nouvelles cellules. Eh bien cette leçon, c’est juste la même chose mais en un peu plus détaillé. Seulement, ces détails qui ont été rajoutés sont souvent difficiles à comprendre au départ.
Le problème dans tout ça, c’est que cette notion de reproduction et de réplication est utile et nécessaire à la compréhension des autres chapitres sur le vivant. Je dirais même qu’elle est à la base de tout ce que tu vas pouvoir voir par la suite sur le fonctionnement du corps humain. Ça veut donc dire qu’il va falloir que tu la comprennes.
Heureusement pour toi, après une année de SVT passée à lire et relire ma leçon, j’ai fini par comprendre. Rien de bien compliqué si tu la regardes sous un angle différent (effectivement c’est un peu compliqué si tu regardes ton cours comme si c’était les derniers écrits de Satan lui-même.)
Pour cela je te propose de suivre le cycle de vie d’une cellule, de sa naissance à partir d’une autre cellule qu’on appelle la cellule mère, à sa division en deux autres cellules que l’on appelle les cellules filles.
Reproduction de la cellule et réplication de l’ADN : explication des mots-clés 🔥
Tout d’abord, ça ne sert à rien de partir à la guerre sans armes. C’est pour cela que je te propose d’éclaircir un peu les mots et petites notions importantes dont tu auras besoin pour comprendre le chapitre.
L’ADN 🔬
Commençons avec le titre : reproduction conforme de la cellule et réplication de l’ADN. Déjà, serais-tu capable de m’expliquer précisément ce qu’est l’ADN ? Quel est son rôle ? À quoi il ressemble ? Qu’est-ce que c’est ? Une cellule ? Une molécule ?
👉 L’ADN est une macromolécule, c’est-à-dire une énorme molécule. Elle est composée de deux brins qui s’enroule entre eux pour former une double hélice. Jusque-là, tu dois sûrement voir de quoi je parle. Tu sais, le joli dessin que l’on voit partout dans les séries policières ? Eh bien ça, c’est la molécule d’ADN.
Ça, c’est la représentation que tu vois partout, mais si l’on regarde de plus près, l’ADN est un assemblage précis de plusieurs composants.
ADN signifie acide désoxyribonucléique. Là, comme ça, je suis d’accord que ça paraît un peu barbare comme nom mais tu peux déjà le simplifier un peu en comprenant de quoi la molécule est composée.
On a vu plus haut que l’ADN était composé de deux brins. Eh bien chacun de ces brins est lui-même composé de petites briques (un peu comme les Lego) que l’on appelle les nucléotides.
👉 Il existe quatre types de nucléotides : nucléotide à thymine, nucléotide à guanine, nucléotide à adénine et nucléotide à cytosine. Tu peux les voir comme des briques de différentes couleurs.
Chaque brin d’ADN est donc un patchwork de nucléotides. Ça donne quelque chose comme ça :
Chaque nucléotide est composé d’un acide phosphorique, d’un sucre que l’on appelle le désoxyribose et d’une base azotée parmi les quatre possibles : adénine A, thymine T, guanine G et cytosine C. La base azotée détermine le type du nucléotide. Si un nucléotide possède une base azotée Adénine, c’est un nucléotide à adénine, s’il a une base azotée Guanine, c’est un nucléotide à guanine, etc.
👉 Les deux brins d’ADN sont reliés au niveau des bases azotées par le biais de liaisons relativement faibles (elles se cassent facilement) que l’on appelle liaisons hydrogènes.
Il existe cependant une règle que l’on appelle complémentarité des bases. Cette règle nous indique que l’adénine d’un brin d’ADN ne pourra se fixer qu’à la thymine d’un autre brin. L’adénine est donc complémentaire à la thymine, et la guanine ne peut se fixer qu’à la cytosine : la guanine et la cytosine sont donc complémentaires.
👉 Adénine et thymine sont complémentaires, guanine et cytosine sont complémentaires.
Tu peux observer cette règle sur le schéma ci-dessus et sur le schéma ci-dessous.
Cette succession de nucléotides sur les brins d’ADN forme comme un « message codé » (ATTCGTA… par exemple, chaque lettre correspondant à une nucléotide). C’est ce « message codé » qui constitue l’information génétique.
👉 L’ADN est donc le support de l’information génétique.
Gène, allèle et chromosome ✏️
Et lorsque l’on parle de gène ou de chromosome ? Serais-tu capable d’expliquer qui est composé de quoi et dans quel ordre ? Si la réponse est non, ce n’est pas grave, je vais le rappeler.
👉 Un chromosome est composé de deux chromatides (un demi-chromosome) qui sont reliées au centre par ce que l’on appelle le centromère.
Chacune des chromatides est en fait une molécule d’ADN enroulée sur elle-même. Sur cette molécule d’ADN, tu vas donc retrouver ton enchaînement de nucléotides. Certaines de ces portions d’ADN forment un gène. Cependant, une même portion d’ADN (donc un gène) chez une personne, peut différer de quelques nucléotides chez un autre : c’est un allèle.
👉 Un allèle est une version variable d’un même gène.
Certains gènes peuvent présenter des différences, comme le gène qui code pour le groupe sanguin par exemple (A, B, O…). Pour ce gène qui code le groupe sanguin de l’individu, tout le monde n’aura pas le même enchaînement de nucléotides dans la portion de code qui définit le gène, car tout le monde n’a pas le même groupe sanguin !
👉 Le chromosome étant composé de deux molécules d’ADN segmentées en gène, on peut en conclure que l’information génétique est contenue dans les chromosomes.
La cellule 🤓
Une cellule est l’élément fondamental qui constitue chaque être vivant. Notre corps est composé d’environ 100 000 milliards de cellules.
D’un point de vue structurelle, une cellule est délimitée par une membrane que l’on appelle membrane plasmique. Il y a deux types de cellules : les cellules qui ont un noyau (cellules eucaryotes) et les cellules sans noyau (cellules procaryotes). Dans notre cas, on s’intéresse aux cellules eucaryotes car l’ADN est contenu dans le noyau de la cellule.
Chaque cellule a un rôle spécifique dans l’organisme, un peu comme un métier. Elle a une ou plusieurs tâches spécifiques à accomplir. L’ensemble des actions que la cellule effectue est appelé le phénotype de la cellule (ou phénotype cellulaire).
Cependant, personne ne peut réaliser une tâche sans au préalable avoir appris comment faire. Pour la cellule, c’est pareil. Elle a besoin d’un mode d’emploi pour fonctionner. Ce mode d’emploi, c’est l’information génétique. L’ADN contenue dans le noyau sert de mode d’emploi à la cellule.
👉 L’information génétique définit donc le phénotype de la cellule.
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La reproduction cellulaire : le cycle cellulaire ✅
Le terme de cycle cellulaire est un terme presque entièrement nouveau à l’exception de la mitose. Pour faire simple, le cycle cellulaire, c’est l’ensemble des étapes par lesquelles la cellule va passer de sa naissance à sa division en deux cellules filles identiques. Ce cycle est composé de deux grandes parties : l’interphase et la mitose. C’est un peu le cycle de vie de la cellule.
Reproduction, conformité et réplication ✨
À première vue, ces trois termes ne paraissent pas si compliqués mais il est tout de même important de bien en saisir la définition pour comprendre la leçon.
Le verbe reproduire, selon Larousse, signifie « restituer quelque chose aussi fidèlement que possible ». Dans notre titre, la reproduction concerne la cellule.
Cependant, on nous parle de reproduction conforme, qui signifie (toujours selon mon bon vieux dictionnaire Larousse) « qui correspond parfaitement à un modèle, un point de référence ; identique ». Une reproduction dite conforme de la cellule est donc le fait de restituer à l’identique une copie de la cellule.
Enfin, le terme se répliquer, a pour signification d’un point de vue biologique « se dupliquer ». La réplication de l’ADN correspond donc à sa duplication à l’intérieur de la cellule.
Maintenant, après avoir expliqué et compris tous les termes du titre, on peut déboucher sur deux questions simples auxquelles il va falloir répondre pour comprendre le chapitre : comment obtient-on à partir d’une cellule une deuxième cellule identique ? Comment la cellule duplique-t-elle son information génétique (son ADN) ?
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Déroulement du cycle cellulaire (durant lequel la cellule se construit sa jumelle) 📝
Au début de l’article on t’a expliqué que le cycle cellulaire était composé de deux parties : l’interphase et la mitose, et que celles-ci représentaient un peu le cycle de la vie chez une cellule.
Chacune de ces deux phases correspond à une étape. Tout d’abord, la cellule « photocopie » son mode d’emploi en un deuxième exemplaire : c’est la réplication de l’ADN. Cette action se déroule durant l’interphase.
Ensuite, la cellule avec deux modes d’emplois se divise en deux cellules qui ont chacune une copie du mode d’emploi : c’est la reproduction conforme de la cellule. Cette action se déroule durant la mitose.
Justement, notre cellule, d’où provient-elle à ton avis ? Eh bien oui, notre cellule provient elle-même d’une autre cellule qui s’est divisée en deux : c’est la cellule mère. Notre cellule est donc issue d’une mitose, rentre ensuite en interphase où elle réplique son ADN et se divise en deux cellules filles durant une nouvelle mitose. Et ainsi de suite !
Je te propose de regarder plus en détails ces deux phases du cycle cellulaire et comment elles permettent d’obtenir deux cellules identiques avec la même information génétique (le même mode d’emploi).
Réplication de l’ADN durant l’interphase 💫
Tout d’abord, commençons par parler de l’interphase. C’est durant cette partie du cycle cellulaire que l’information génétique contenue dans le noyau de la cellule est dupliquée. Voyons en détail comment se décompose l’interphase.
Au début de l’interphase, l’information génétique (mode d’emploi de la cellule) est présente en un seul exemplaire. Le chromosome est à l’état décondensé et simple, c’est-à-dire que la molécule d’ADN est déroulée et que le chromosome est composé que d’un seul chromatide.
On peut décomposer l’interphase en 3 étapes : la phase G1, la phase S et la phase G2.
👉 Durant la phase G1, le chromosome est simple et décondensé.
👉 Durant la phase S, le chromosome simple et décondensé va subir ce que l’on appelle la réplication et se dupliquer. À la fin de la phase S, il y a donc un chromosome double composé de deux chromatides décondensés.
Pendant la phase S, un complexe composé de protéines et d’enzymes (ADN polymérase) va séparer les deux brins de la molécule d’ADN en détruisant les liaisons faibles (liaisons hydrogène) du chromosome et va venir créer un brin complémentaire (grâce à la règle de complémentarité des bases azotées) pour chacun des brins initiaux.
L’ADN polymérase vient associer à chaque nucléotide du brin initial son nucléotide complémentaire en piochant dans les nucléotides libres qui se promènent dans le noyau. Les brins nouvellement formés sont appelés brins néoformés. L’écartement des deux brins de la molécule d’ADN forme comme un œil : c’est pour cela que l’on nomme cette figure « l’œil de réplication ».
👉 Phase G2 : après la phase S donc, nous nous retrouvons avec un chromosome double décondensé. Le chromosome est alors en phase G2.
Comme je sais que le blabla n’est pas toujours facile à comprendre, voici un petit schéma qui résume tout ça :
Si tu as bien suivi, de deux brins d’ADN en G1, on passe à quatre brins en G2 dont 2 sont des brins néoformés et deux sont les brins initiaux. La réplication de l’ADN suit un modèle que l’on dit semi-conservatif car à chaque réplication, la moitié de la molécule d’ADN est conservée et une autre est créée par complémentarité.
L’interphase permet donc à la cellule de dupliquer son matériel génétique passant ainsi d’un chromosome simple à un chromosome double. Comme les brins néoformés ont été créés par complémentarité des bases azotées, les deux chromatides contiennent la même information génétique.
La cellule possède donc après l’interphase un « double » de son matériel génétique. Afin de mener à bien la reproduction conforme de la cellule, il ne lui reste plus qu’à se diviser en deux cellules filles : c’est la mitose.
Répartition de l’ADN et reproduction conforme durant la mitose 📚
Comme on vient juste de voir, le matériel génétique est en deux exemplaires à la fin de l’interphase. C’est à ce moment-là que la mitose commence.
👉 La mitose comprend 4 étapes : la prophase, la métaphase, l’anaphase et la télophase.
Une nouvelle enveloppe nucléaire se forme autour de chaque lot de chromosomes simples achevant ainsi la création de deux noyaux fils. Le cytoplasme finit de se séparer et deux cellules filles sont alors formées. La mitose est alors terminée.
Finalement, à la fin de la mitose, deux cellules ont été formées et elles contiennent la même information génétique en un seul exemplaire.
👉 Ainsi, à la fin d’un cycle cellulaire, l’information génétique est conservée d’une génération de cellules à une autre.
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Conclusion 💖
Si je te devais te faire un petit résumé, ça donnerait ça :
Tout d’abord, lors de son cycle cellulaire, la cellule va dupliquer son matériel génétique lors de l’interphase en plusieurs étapes durant lesquelles ses chromosomes à l’état simple passent à l’état double. La cellule avec son information génétique doublée, réalise la mitose et se sépare en deux cellules filles possédant la même information génétique. La réplication de l’ADN et la reproduction conforme de la cellule sont alors assurées.
Pfiou ! Tu as enfin tout lu et j’espère que tu as compris toutes les informations ou au moins la plupart. En espérant que cette fiche te sera utile ! 😎
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