Mitose

mitose, division cellulaire qui, à partir d’une cellule somatique, produit deux cellules filles, toutes deux identiques, et également identiques à la cellule mère. La mitose concerne uniquement les cellules somatiques (non sexuelles). La division cellulaire qui conduit à la formation de cellules sexuelles (gamètes) suit des modalités légèrement différentes et porte le nom de méiose.

Les substances capables de bloquer les mitoses sont appelées antimitotiques. La colchicine, molécule extraite du colchique (plante toxique pour cette raison), en est le représentant le plus connu (voir anticancéreux).

Le processus de mitose consiste en la division d’une cellule en deux cellules filles. Celles-ci sont génétiquement et morphologiquement identiques entre elles, et identiques à la cellule de départ (la mitose produit des clones de cellules). Au cours du cycle cellulaire, la mitose alterne avec l’interphase, période pendant laquelle ont lieu les réactions métaboliques permettant la conservation de la cellule et la préparation à la mitose (réplication de l’ADN).Les schémas illustrent les principales étapes de la mitose. Le processus est quasi identique chez les plantes et les animaux. La seule différence réside dans le mode de séparation des deux cellules filles : chez les animaux, le cytoplasme s’étrangle ; chez les végétaux, une nouvelle paroi cellulosique se forme entre les deux cellules.

Les premières observations ayant permis de comprendre le mécanisme des divisions cellulaires sont dues à Flemming et Van Beneden, respectivement en 1882 et 1883. La mitose se déroule de façon quasi identique chez la totalité des animaux et des végétaux. On peut distinguer d’une part, la division du noyau cellulaire (la mitose stricto sensu, ou caryocinèse) et, d’autre part, la division finale du cytoplasme (cytodiérèse), qui donne naissance à deux cellules filles, chacune contenant un des noyaux issus de la caryocynèse. Chez les végétaux, la présence d'une paroi cellulaire externe rigide ne modifie que très légèrement la mitose : seule l’étape de cytodiérèse est réellement affectée (contrairement à ce qui se passe dans les cellules animales, le cytoplasme ne se scinde pas, mais la cellule végétale synthétise une nouvelle paroi entre les deux cellules filles).

Toute division cellulaire nécessite la duplication du matériel génétique (ADN). Celle-ci a lieu pendant une période appelée interphase, qui sépare deux mitoses successives. La mitose elle-même est un phénomène séquentiel qui comporte quatre étapes :

— la prophase, durant laquelle la chromatine se condense et les chromosomes s’individualisent, chacun apparaissant comme un long filament visible en microscopie optique, constitué de deux chromatides réunies par un centromère ; la membrane nucléaire disparaît ;

Au stade de l’anaphase (visible au centre de cette photographie au microscope électronique, fausses couleurs), les chromatides de chaque chromosome (chromatides sœurs), se séparent et se placent chacune à un pôle de la cellule, entraînées par le fuseau mitotique.

— la métaphase, au cours de laquelle se forme le fuseau mitotique ou achromatique, réseau de microtubules sur lesquels les chromosomes se fixent par leur centromère, en se plaçant le long d’un plan équatorial (c’est à ce niveau qu’agit la colchicine, empêchant l’assemblage des microtubules) ;

— l'anaphase, pendant laquelle les chromatides de chaque chromosome, ou chromatides sœurs, se séparent et se placent chacune à un pôle de la cellule, entraînées par le fuseau mitotique ;

— la télophase, phase finale, où chacun des deux pôles de la cellule comporte le même nombre de chromosomes. Ces derniers se décondensent et deux membranes nucléaires se reconstituent (c’est la fin de la caryocynèse). Le cytoplasme se divise à son tour, par étranglement approximativement dans sa région centrale, et deux nouvelles cellules se forment à partir de la cellule d'origine, c’est la cytodiérèse.

Grâce à la mitose, qui produit des clones de cellules ayant toutes le même génome (si l’on excepte les phénomènes de mutations), le nombre de chromosomes reste constant d’une cellule à l’autre. En revanche, le contenu du cytoplasme peut très bien n’être pas distribué de façon symétrique entre les deux cellules filles. Les remaniements chromosomiques, comme les échanges de matériel génétique entre des chromosomes de la même paire (crossing-over), sont fréquents durant la métaphase.