Tout comme l'agencement des 26 lettres de l'alphabet permet de former les mots de notre langue, l'agencement des quatre bases azotées de l'ADN donne les instructions nécessaires au fonctionnement des cellules d'un individu.

• Le rôle de l'ADN

L'ADN joue un rôle essentiel dans l'organisme, puisqu'il contient l'information héréditaire. Cette dernière permet aux cellules de se reproduire et d'accomplir leurs tâches.

L'ADN se compose de plusieurs segments, appelés « gènes». Les gènes correspondent à des séquences d'instructions permettant à la cellule d'accomplir des tâches spécifiques dans l'organisme: sécréter une hormone, faire pousser les cheveux, donner aux yeux la couleur bleue, etc.

L'ensemble de tous les gènes d'une espèce constitue son génome.

Le génome de l'espèce humaine compte environ 30 000 gènes, ce qui correspond à environ 3 milliards de bases azotées.

1.1.2

Le cycle de vie de la cellule

Pendant la plus grande partie de leur vie, les cellules accomplissent différentes tâches dans l'organisme. À la fin, elles meurent ou se divisent en de nouvelles cellules, qui auront un cycle de vie semblable.

Début du cycle

Division cellulaire : de 30 min à 1 h

Avant de se diviser, les cellules doivent créer une copie de l'ADN présent dans leur noyau.

C'est ce qu'on appelle la réplication de l'ADN

Préparation finale à la division cellulaire :

de 3 hà 4h

Croissance et activités cellulaires : de quelques heures à toute la vie de la cellule

Réplication de l'ADN:

de 4 h à 8 h

Le rôle de la division cellulaire

Les cellules se divisent pour permettre à l'organisme de :

croître (augmenter le nombre de cellules dans l'organisme);

régénérer ses cellules (remplacer les cellules endommagées ou mortes);

se reproduire (permettre la formation de gamètes).

• La DIVISION CELLULAIRE est un processus qui permet de produire de nouvelles cellules. Il existe deux modes de division cellulaire

1.1.3

La mitose et la méiose

La mitose et la mélose sont deux sortes de division cellulaire. Dans les deux cas, au début de la division, l'ADN présent dans le noyau de la cellule se réplique, puis il se condense pour former les chromosomes

Paire de chromosomes

Chromosome

Chromatide

Chacune de nos cellules contient 23 paires de chromosomes, à l'exception de nos cellules sexuelles (ovules ou spermatozoïdes). Ces dernières contiennent

chacune 23 chromosomes.

Dans chaque paire de chromosomes, l'un provient du père, l'autre de la mère.

Puisque l'ADN s'est répliqué, les deux chromatides d'un chromosome sont la copie

exacte l'une de l'autre.

La mitose

• La MITOSE est le mode de division cellulaire qui permet aux cellules de se multiplier. L'organisme peut ainsi croître et renouveler ses cellules endommagées ou mortes.

1 La cellule a atteint sa taille adulte.

L'ADN s'est entièrement répliqué. (L'ADN répliqué est en vert.

2 L'ADN se condense pour former les chromosomes.

3 Les chromosomes s'alignent au centre de la cellule.

4 Les chromosomes se séparent en deux.

Une de leurs chromatides

se dirige d'un côté, tandis que l'autre se dirige du côté opposé.

5 La cellule se divise en deux.

6 À la fin de la mitose, l'ADN reprend la forme de filaments.

Début de la mitose

- Afin de simplifier l'image, seuls quatre chromosomes ont été montrés. Nos cellules en contiennent cependant 46 (soit 23 paires).

A la fin de la mitose, les deux cellules filles contiennent le même matériel génétique que la cellule de départ.

La méiose

• La MÉIOSE est le mode de division cellulaire qui permet de produire des gamètes mâles (spermatozoïdes) et des gamètes femelles (ovules)

en vue de la reproduction sexuée.

1 La cellule a atteint sa taille adulte et son ADN s'est entièrement répliqué.

(L'ADN répliqué est en vert.)

2 L'ADN se condense pour former les chromosomes. Les chromosomes d'une même paire s'accolent l'un près de l'autre.

3 Les paires de chromosomes s'alignent au centre de la cellule.

4 Les paires de chromosomes se séparent. Un chromosome d'une paire va d'un côté, l'autre va de l'autre côté.

5 La cellule se divise en deux.

6 Une seconde division cellulaire a lieu. Les chromosomes s'alignent au centre de la cellule.

7 Les chromosomes se séparent en deux. Une de leurs chroma-tides se dirige d'un côté, tandis que l'autre se dirige du côté opposé.

8 Chaque cellule se divise en deux.

9 Les cellules obtenues grâce à la méiose vont poursuivre leur développement pour former des spermatozoïdes ou des ovules.

Afin de simplifier l'image, seuls quatre chromosomes ont été montrés.

Nos cellules en contiennent cependant 46 (soit 23 paires).

- A la fin de la méiose, les quatre cellules filles contiennent la moitié du matériel génétique de la cellule de départ.

Les différences entre la mitose et la méiose

La mitose et la méiose se distinguent par leurs fonctions et leurs

caractéristiques.

Fonctions ou caractéristiques

Mitose

Méiose

- Produire les gamètes en vue de la reproduction sexuée.

Fonctions de la division cellulaire

- Multiplier le nombre de cellules dans l'organisme.

- Remplacer les cellules mortes ou endommagées.

- Favoriser la diversité génétique (voir la section qui suit).

- Les cellules diles sont génétiquement différentes de leur cellule mère.

- Les cellules filles sont toutes génétiquement différentes entre elles.

Ressemblance génétique entre la cellule mère et ses cellules filles

- Les cellules filles sont génétiquement identiques à leur cellule mère.

Nombre de chromosomes des cellules filles

Nombre de cellules filles obtenues à partir d'une cellule mère

- 46 chromosomes, soit 23 paires.

- 23 chromosomes.

- 4

La diversité génétique

• La DIVERSITÉ GÉNÉTIQUE correspond aux variations de chacun des gènes des individus d'une même espèce.

La couleur des yeux est un exemple de diversité génétique. En effet, il existe diverses variantes des gènes responsables de la couleur des yeux. Tout comme les autres caractères d'un individu, cette couleur dépend des gènes reçus de ses deux parents.

Ce sont des mutations qui ont eu lieu au cours de l'histoire de l'humanité qui ont façonné les variations de nos gènes.

Reproduction sexuée et diversité génétique

Production d'ovules par meiose

Production de spermatozoides par méiose

Au cours de la meiose, il y a des échanges de gènes entre les chromosomes de mème paire. C'est pourquoi les gamètes sont tous génétiquement différents les uns des autres.

Ovules ayant un assortiment de gènes différents les uns des autres

Spermatozoides

ayant un assortiment de gènes différents les uns des autres

Chaque naissance est une nouvelle occasion de mettre en commun les gènes des deux parents, ce qui peut permettre l'apparition de nouvelles variations au sein d'une population. En conséquence, plus une population comporte d'individus, plus sa diversité génétique peut être grande.

L'arrivée de gens de l'extérieur dans une population peut amener de nouvelles variantes de gènes. Cela contribue à augmenter la diversité génétique d'une population.

L'enjambement

L'enjambement, aussi appelé « crossing-over», s'effectue au début de la méiose. Au cours de ce processus, des chromosomes d'une même paire s'échangent des gènes. Ainsi, à la fin de la mélose, les chromosomes de chaque paire sont différents de ce qu'ils étaient au départ

Puisque les échanges de gènes s'effectuent au hasard d'une mélose à une autre, le phénomène d'enjambement favorise la diversité génétique.

Une paire de chromosomes au début de la méiose

100 0

Chromosome provenant du père

- Chromosome provenant de la mère

- Enjambement

Nouveaux chromosomes

Note