Contenu
- Comment fonctionne l'ADN?
- Que sont les chromosomes homologues?
- Comprendre les ensembles de chromosomes
- Que signifie haploïde et diploïde?
- Pourquoi les cellules diploïdes sont-elles importantes?
- Pourquoi les cellules haploïdes sont-elles importantes?
- Organismes Diploïdes vs Triploïdes
- Alternance de générations dans les plantes
- Les étapes de la division cellulaire
- Division cellulaire
L'acide désoxyribonucléique (ADN) est le bleu de la vie. À l'intérieur du noyau d'une cellule eucaryote microscopique, l'ADN chromosomique stocke toutes les instructions nécessaires à la création d'un organisme adulte à part entière.
L'ADN nucléaire est organisé en chromosomes; les humains ont 46 au total par cellule. Haploïde contre. diploïde fait référence au nombre de chromosomes et d'ensembles de chromosomes présents dans la cellule.
Comment fonctionne l'ADN?
L'ADN est composé de quatre bases chimiques: l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T). L'adénine est associée à la thymine (A-T) et la cytosine à la guanine (C-G). Les bases s'attachent à une molécule de sucre et de phosphate, formant des nucléotides disposés en une molécule d'hélice à double brin d'ADN. La séquence de nucléotides indique aux cellules quoi faire.
Chaque brin d’ADN se copie lors de la division cellulaire. Le noyau ne donnera le signal de se diviser que lorsque le matériel génétique sera en chaîne la chromatine a fini de répliquer. Chromatides soeurs condenser et aligner au milieu de la cellule. Les fibres du fuseau séparent les chromosomes et deux cellules filles résultent du processus de mitose.
Que sont les chromosomes homologues?
Les chromosomes homologues sont des paires de chromosomes de taille et de forme similaires; un ensemble est hérité de la mère et l'autre du père.
Ces homologues ont les mêmes gènes au même endroit, bien que les allèles de gènes sur les chromosomes diffèrent légèrement. L'échange de gènes se produit lors de la méiose, c'est-à-dire que les frères et soeurs peuvent avoir une couleur des yeux et des cheveux différente.
Comprendre les ensembles de chromosomes
L’apprentissage des définitions de mots en introduction à la biologie cellulaire fournit une base solide pour comprendre une génétique plus avancée. La terminologie semble un peu déroutante au début, mais il est plus logique de voir comment tout cela s’agence. Des mots inhabituels tels que «ploïdie» constituent un bon point de départ pour approfondir l’étude de l’ADN et du cycle de vie d’une cellule.
Ploïdie fait référence au nombre de chromosomes présents dans la cellule. Les organismes simples comme les bactéries ont seulement un anneau d’ADN au lieu de chromosomes linéaires. Les formes de vie multicellulaires possèdent des ensembles de chromosomes homologues qui se répliquent dans le noyau, se couplent et se divisent au cours de la mitose et de la méiose.
Haploïde les cellules, symbolisées par la variable n, possèdent un jeu de chromosomes. Les gamètes, ou cellules sexuelles, sont haploïdes. Les bactéries peuvent être des organismes haploïdes. Les chromosomes dans les cellules haploïdes contiennent un allèle de gène (copie) pour un trait particulier.
Diploïde les cellules, symbolisées par 2n, possèdent deux ensembles de chromosomes. Les cellules somatiques (du corps) sont diploïdes. Les chromosomes contiennent deux allèles de gènes (copies) pour les traits héréditaires. Deux gamètes haploïdes donnent un zygote diploïde.
Vous aurez également lu à propos de polyploïde cellules, qui sont d'autres ploïdides tels que triploïde (3n) et hexaploïde (6n) chez les plantes et les animaux. Par exemple, certaines espèces de blé cultivé ont trois jeux de chromosomes (3n) ou même six jeux de chromosomes (6n). Des copies supplémentaires de chromosomes sont bénéfiques pour certains organismes mais potentiellement mortelles pour d'autres, en fonction de la manière dont les gènes régulateurs sont affectés.
Que signifie haploïde et diploïde?
Les étapes de la vie d'une cellule comprennent l'interphase, la division cellulaire, la cytokinèse et la mort. Dans le cadre du cycle de vie, la cellule peut se diviser de manière asexuée par mitose ou sexuellement par méiose. Le type le plus simple de division cellulaire est la mitose, qui n’implique pas la recombinaison de gènes.
Les cellules diploïdes ont deux jeux de chromosomes (2n). Cela signifie qu'il y a deux chromosomes homologues présents dans chaque cellule. La plupart des cellules somatiques du corps sont diploïdes. Les cellules somatiques différenciées (2n) se développent et se divisent par mitose en cellules filles (2n).
Les cellules haploïdes ont un ensemble de chromosomes (n), ce qui signifie qu'il n'y a pas de chromosomes homologues. Un seul ensemble est présent. Les cellules reproductrices sont haploïdes et portent la moitié du nombre de chromosomes sous forme de cellules diploïdes somatiques. Lorsque deux gamètes haploïdes se rencontrent, ils forment une cellule diploïde pouvant se développer par mitose.
Pourquoi les cellules diploïdes sont-elles importantes?
La plupart des cellules du corps sont diploïdes. Chez l'homme, cela signifie qu'ils ont deux ensembles de 23 chromosomes dans le noyau de la cellule. Les cellules non reproductrices, également appelées cellules somatiques, contiennent toutes vos informations génétiques chromosomiques - pas seulement la moitié. Les cellules diploïdes assurent la plupart des fonctions du corps.
Les cellules diploïdes se reproduisent par mitose, créant deux cellules filles identiques. La mitose est un moyen rapide et efficace de division cellulaire non sexuelle. La mitose est particulièrement importante pour la croissance cellulaire et la guérison des tissus. Les cellules épithéliales sont continuellement éliminées et remplacées grâce à la mitose.
Pourquoi les cellules haploïdes sont-elles importantes?
Les cellules haploïdes sont importantes pour la reproduction sexuée. Les organismes vivants ont adapté un certain nombre de moyens astucieux pour assurer la survie de l'espèce, même dans les environnements les plus difficiles. Les organismes haploïdes possèdent un ensemble de chromosomes et ne se reproduisent que de manière asexuée. Les humains ont cellules reproductrices haploïdes.
Les cellules haploïdes sont produites par la méiose et ne contiennent qu'un ensemble de chromosomes. Pendant la reproduction, deux cellules haploïdes (ovule et sperme) se confondent. Chacun fournit un ensemble de chromosomes pour créer une cellule diploïde. Le développement des embryons se déroule dans des conditions propices à la croissance.
Le génome humain comprend 46 chromosomes; 23 chromosomes provenant de la mère et 23 du père. La reproduction sexuelle par la méiose entraîne des variations au sein d'une population qui rendent certains organismes plus aptes que d'autres à faire face aux conditions qui prévalent. Si les gènes ne se recombinaient pas lors de la méiose, la nouvelle plante ou animal serait un clone de lui-même.
Organismes Diploïdes vs Triploïdes
De nombreux organismes triploïdes peuvent très bien exister avec des chromosomes supplémentaires. Le saumon, la salamandre et le poisson rouge font partie des espèces animales triploïdes possédant trois ensembles de chromosomes. Les huîtres vendus comme aliments ont deux ou trois chromosomes.
Les huîtres triploïdes sont particulièrement savoureuses, à croissance rapide et résistantes aux maladies. Cependant, ils sont également stériles.
La pêche a initialement induit la triploïdie par exposition chimique, chaleur ou pression. Les scientifiques de Rutgers ont ensuite mis au point des huîtres tétraploïdes capables de féconder des œufs d'huîtres diploïdes pour produire les huîtres triploïdes les plus souhaitables sur le plan commercial. Le processus ne contient aucun produit chimique et n’implique aucune modification génétique.
Alternance de générations dans les plantes
Les cycles de vie des plantes peuvent inclure les stades haploïde et diploïde. Par exemple, les fougères diploïdes qui poussent dans la forêt libèrent dans l'air des spores d'haploïdes par le dessous des frondes. Les spores se développent en plantes gamétophytes avec des parties reproductrices produisant des spermatozoïdes et des ovules haploïdes.
En présence d'humidité pour la mobilité, un spermatozoïde féconde un ovule et le zygote (cellule diploïde) se développe par mitose pour devenir une nouvelle fougère.
Les étapes de la division cellulaire
Les organismes peuvent être classés en grandes catégories comme eucaryotes ou procaryotes, en grande partie en fonction de la présence d’un noyau contenant de l’ADN. Dans les organismes eucaryotes, l’ADN et histones (protéines) s’enroulent pour former des chromosomes.
Chaque chromosome d'une cellule diploïde fait partie d'une paire homologue. Les cellules germinales reproductrices sont diploïdes comme les cellules somatiques jusqu'à ce qu'elles subissent le processus réductionniste de la méiose pour former un spermatozoïde et un ovule.
Les chromosomes se répliquent au premier stade de la méiose et deviennent des chromatides soeurs réunies à la centromère. Ensuite, les chromatides soeurs trouvent leur homologue homologue et échangent des bits d’ADN avant que la cellule mère se divise en deux cellules filles haploïdes. Dans la deuxième étape de la méiose, les chromosomes dans les cellules filles se divisent, donnant naissance à quatre cellules haploïdes.
Division cellulaire
Bien que les erreurs de réplication et de séparation chromosomiques soient généralement corrigées aux points de contrôle de la division cellulaire, des erreurs graves peuvent toujours survenir, entraînant des mutations, des tumeurs ou une altération du gène.
Lorsque les chromosomes ne se séparent pas correctement, une cellule peut se retrouver avec un chromosome supplémentaire. Cela peut provoquer des troubles génétiques. Par exemple, si vous avez une copie supplémentaire du chromosome 21, vous avez ce que l’on appelle le syndrome de Down.
Les organismes qui héritent des chromosomes de deux espèces différentes ont généralement un nombre atypique d'ensembles de chromosomes et peuvent être stériles.