dimanche 17 juillet 2016

Mitose, chromosomes et caryotype humain

Mitose, chromosomes et caryotype humain




MITOSE-CHROMOSOMES-CARYOTYPE HUMAIN


·         Mitose : processus cellulaire aboutissant à la division cellulaire de cellules somatiques, avec transmission du matériel génétique de la cellule mère dans les 2 cellules filles.
·         Chromosome : forme de regroupement que prend la chromatine nucléaire lors de toute mitose ; leur morphologie et leur nombre sont constants et caractéristiques de l’espèce considérée.
·         Caryotype : identification et classement des chromosomes d’un individu au microscope.

Détection des aberrations chromosomiques par le caryotype

·         Autoradiographie
·         Fixation de substances fluorescentes
·         Dénaturation chromosomique par chlore ou soude


Elle représente une des 4 phases du cycle cellulaire ; mais elle est la seule reconnaissable de par les modifications visibles au microscope optique.
Fait suite à la mitose, la synthèse protéique est maximale, la chromatine est fine et les chromosomes non visibles.
C’est l’étape biochimique ou réplication de l’ADN ; le stock chromosomique passe de 2n à
4n chromosomes.
Elle est brève et précoce, marquée par la synthèse des protéines du fuseau.

a.      Prophase
·         Noyau                Gonflement du cytoplasme
Réseau de chromatine devient filamenteux et enchevêtré
Ces filaments se condensent, se spiralisent, s’ordonnent et prennent mieux les colorants : chromosomes
Les chromosomes d’individualisent
Nucléole et membrane nucléaire disparaissent
·         Cytoplasme       Etirement du fuseau achromatique entre les 2 centrioles
Migration des centrioles vers les pôles cellulaires, entourés par l’aster
b.      Métaphase
·         Les chromosomes y sont mieux observables
·         Les chromosomes se disposent dans un plan médian formant la plaque équatoriale.
c.       Anaphase
·         Clivage du centromère
·         Migration des chromatides le long des fibres du fuseau
·         Migration terminée, le fuseau disparaît au niveau de l’ancienne plaque équatoriale
·         Une invagination circulaire divise le cytoplasme en 2
d.      Télophase
·         Individualisation des noyaux fils
·         Les chromosomes se déspiralisent et donnent un réseau fin
·         Les 2 cytoplasmes se séparent de façon équitable : plasmodiérèse
Elle varie selon les espèces, télophase et prophase sont les plus longues.
·         Méïose : mitose réductionnelle particulière à la gamétogénèse ; elle correspond à 2 divisions cellulaires successives qui ne s’accompagnent que d’une seule division de chromosomes aboutissant à des cellules tétraploïdes.
·         Mitoses             Mitoses multi-polaires ou poly-fusoriales rencontrées dans les
Mégacaryocytes ;
Mitoses nucléaires ou endo-mitoses : division des noyaux sans
séparation cytoplasmique (polyglobulie) ;
Mitoses anarchiques des cellules néoplasiques.
·         Il existe des points de contrôle à chaque phase ; lesquelles phases dépendent de la formation de la plaque équatoriale et surtout l’absence d’anomalie d’ADN.
·         Les protéines de contrôle        Cyclines
CDK (kinases-cyclines dépendantes)
                                                           CKI (Inhibiteurs des protéines kinases-cyclines
dépendantes)
·         En cas de dysfonctionnement de la mitose ou de l’interphase, il y a un rétro-contrôle qui déclenche la mort cellulaire par apoptose par le biais de protéines : p53, p21 et p16.
·         La mutation du gène de la protéine p53 produit une protéine inefficace que l’on rencontre souvent dans les cellules cancéreuses.
·         Stimulants de la mitose         Phyto-hémagglutinine
                                         Dérivés phénantrènes : effets carcinogènes
·         Inhibiteurs       Antibiotiques
                       Antimitotiques : actinomycine D, 6-mercaptopurine, 5-FU bloquent la
phase biochimique ;
Colchicine : inhibiteur de la mitose ne métaphase, d’utilisation
Courante (technique d’observation).


Les chromosomes sont la forme de regroupement que prend la chromatine nucleaire, lors de toute mitose afin d’être facilement distribuée aux 2 cellules filles.
Les chromosomes humains apparaissent en forme de « X », formés de 2 chromatides réunies uniquement par le centromère en construction primaire. Chaque chromatide est fait d’un bras court (p) et d’un bras long (q).
Les chromosomes se caractérisent par :
leur longueur : grand, moyen, petit
et la position  du  centromère (elle est mesurée par l’indice centromérique : longueur
p/longueur totale)
On peut alors individualiser 4 classes :
·         Chromosomes métacentriques : à centromère médian
·         Chromosomes sub-métacentriques : bras inégaux
·         Chromosomes sub-télocentriques : centromère très distal
·         Chromosomes acrocentriques : bras court pratiquement absent
Elle précise   la structure biomoléculaire
                     L’aspect en double hélice et en chapelet
ADN, Arn et protéines + + + (acides et basiques)
Le nombre de chromosomes varie d’une espèce à l’autre. Chez l’homme il est de 46 chromosomes, correspondant à 2n ; soit 22 paires d’autosomes et une paire de gonosomes (XY ou XX).


·         Pratique courante, le caryotypage nécessite l’obtention de mitoses en métaphase par blocage du fuseau achromatique par la colchicine.
·         Le choix du tissu est propre à chaque méthode.
Nomenclature et description
Le caryotype ou caryogramme comprend 22 paires d’autosomes et une paire de gonosomes, ainsi :
·         Caryotype masculin s’énonce 46, XY
·         Caryotype féminin s’énonce 46, XX
Classification
·         Groupe A : paires 1, 2 et 3
·         Groupe B : paires 4 et 5
·         Groupe C : paires 6 à 12 et X
·         Groupe D : paires 13, 14 et 15
·         Groupe E : paires 16, 17 et 18
·         Groupe F : paires 19 et 20
·         Groupe G : paires 21, 22 et Y

·         Inutile devant               les maladies héréditaires confirmées
Les embryopathies reconnues (rubéole, toxoplasmose)
·         Indispensable devant    Suspicion de trisomie 21
Fausses couches à répétition inexpliquée
Ambiguïté sexuelle
Aménorrhée primaire et stérilité masculine
Diagnostic pré-natal du sexe
·         Utile en cancérologie et en hématologie (LMC avec chromosome de philadelphie, Maladie de Waldenstrom).

Le sujet à 46 chromosomes est euploïde eu eusomique, l’excès d’un chromosome entraine une trisomie et le défaut d’un chromosome une monosomie.
·         Autosomes        Trisomie dont les plus fréquentes sont 13, 18 et 21
Monosomie
Polyploïdie
·         Gonosomes       Syndrome de TURNER : 45, X0
Syndrome de KLINEFELTER : 47, XXY
Hommes double « Y » : 47, XYY
Elles sont nombreuses.
·         Délétion : perte d’une partie d’un chromosome (monosomie partielle) exemple : maladie du cri du chat 46XY 5p- ou 46XX 5p-
·         Translocation : attachement anormal d’un chromosome ou d’une partie d’un chromosome sur un autre chromosome de la même paire ou d’une paire différente. S’il y a échange entre les 2 chromosomes on parle de translocation réciproque.
·         Inversion : retournement de 180° d’un chromosome par rapport à son grand axe.
·         Anomalies particulières : Translocations X autosomes, isochromosomies


L’étude du chromosome et des mécanismes de la mitose contribue à identifier et à démembrer les maladies par les aberrations chromosomiques.
La pratique du caryotype est l’exemple type du progrès biologique accompli à des fins cliniques.



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