Mitose,
chromosomes et caryotype humain
MITOSE-CHROMOSOMES-CARYOTYPE
HUMAIN
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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.
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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
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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
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Une invagination circulaire divise le cytoplasme en 2
d. Télophase
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Individualisation des noyaux fils
·
Les chromosomes se déspiralisent et donnent un réseau fin
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Les 2 cytoplasmes se séparent de façon équitable :
plasmodiérèse
Elle
varie selon les espèces, télophase et prophase sont les plus longues.
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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.
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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.
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Les protéines de contrôle Cyclines
CDK
(kinases-cyclines dépendantes)
CKI
(Inhibiteurs des protéines kinases-cyclines
dépendantes)
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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.
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La mutation du gène de la protéine p53 produit une protéine
inefficace que l’on rencontre souvent dans les cellules cancéreuses.
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Stimulants de
la mitose Phyto-hémagglutinine
Dérivés phénantrènes : effets
carcinogènes
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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 :
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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).
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Pratique courante, le caryotypage nécessite l’obtention de
mitoses en métaphase par blocage du fuseau achromatique par la colchicine.
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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 :
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Caryotype masculin s’énonce 46, XY
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Caryotype féminin s’énonce 46, XX
Classification
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Groupe A : paires 1, 2 et 3
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Groupe B : paires 4 et 5
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Groupe C : paires 6 à 12 et X
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Groupe D : paires 13, 14 et 15
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Groupe E : paires 16, 17 et 18
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Groupe F : paires 19 et 20
·
Groupe G : paires 21, 22 et Y
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Inutile devant les
maladies héréditaires confirmées
Les
embryopathies reconnues (rubéole, toxoplasmose)
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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.
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Autosomes Trisomie
dont les plus fréquentes sont 13, 18 et 21
Monosomie
Polyploïdie
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Gonosomes Syndrome
de TURNER : 45, X0
Syndrome
de KLINEFELTER : 47, XXY
Hommes
double « Y » : 47, XYY
Elles
sont nombreuses.
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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.
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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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