Anaphase Définition
L’anaphase est une étape de la division cellulaire eucaryote au cours de laquelle les chromosomes sont séparés vers les pôles opposés de la cellule. L’étape précédant l’anaphase, la métaphase, les chromosomes sont tirés vers la plaque de métaphase, au milieu de la cellule. Bien que les chromosomes aient été fortement condensés au début de la division cellulaire, ils continuent à se condenser pendant l’anaphase. L’anaphase commence après que la cellule a franchi le point de contrôle de la formation du fuseau, ce qui permet aux chromosomes ou chromatides de se séparer. Lorsque les microtubules qui relient les chromosomes aux centrosomes se raccourcissent, les chromosomes sont tirés vers le centrosome jusqu’à ce qu’ils forment un demi-cercle autour de lui. Au cours de l’étape suivante de la division cellulaire, la télophase, la cellule réforme le noyau et se prépare à se diviser.
Le point de contrôle de la formation du fuseau se produit avant que l’anaphase ne puisse commencer. Ce mécanisme cellulaire assure que tous les chromosomes sont connectés aux microtubules et sont alignés sur la plaque de métaphase. Une fois cette étape franchie, la cellule libère un signal qui crée le complexe promoteur de l’anaphase ou APC, une substance qui va agir pour lancer le processus de division des chromosomes homologues ou des chromatides sœurs, selon le cycle cellulaire en cours. L’APC, comme le montre le graphique ci-dessous, va dégrader la sécurine, une molécule inhibitrice qui arrête l’action de la séparase. Une fois la séparase libérée, elle peut agir sur les cohésines qui maintiennent les chromatides ensemble. Les cohésines sont des macromolécules constituées de plusieurs protéines. Lorsque ces protéines sont décomposées par la séparase, les chromatides se séparent. Dans la première division de la méiose, les chromosomes homologues sont maintenus ensemble par des cohésines qui se décomposent pendant l’anaphase I.
Les microtubules restent attachés au kinétochore après la décomposition des cohésines. Les microtubules du kinétochore se rétractent alors vers les centrosomes (non représentés), ce qui écarte les chromosomes. Les microtubules non kinétochores se développent dans la direction opposée, ce qui élargit la cellule et sépare davantage les chromatides. Par convention, les chromatides sœurs sont appelées chromosomes frères une fois qu’elles se sont séparées, car elles contiennent les mêmes informations et fonctionneront indépendamment dans leurs nouvelles cellules. Après la séparation complète des chromosomes, une enveloppe nucléaire se formera et le cytoplasme sera divisé dans les dernières étapes de la division cellulaire.
Anaphase dans la mitose
La mitose est le processus que les cellules utilisent pour faire des copies exactes d’elles-mêmes. Grâce à la mitose, deux nouvelles cellules filles sont créées à partir d’un seul parent, chacune étant identique au parent. Avant la mitose, les chromosomes contenant l’ADN sont répliqués et les chromatides sœurs répliquées restent attachées. Avant l’anaphase, les chromosomes sont condensés, les fibres du fuseau se forment à partir de microtubules et les chromosomes s’alignent sur la plaque de métaphase. Les chromatides sœurs commencent à se séparer au début de l’anaphase, lorsque la séparase commence à briser la cohésine qui les lie. L’anaphase se termine lorsque la télophase et la cytokinèse commencent, alors que l’enveloppe nucléaire se reforme et que les chromosomes commencent à se dérouler. Une fois qu’ils sont détachés et que les cellules ont été divisées, elles peuvent à nouveau commencer à fonctionner par elles-mêmes. Cela marque la fin de la division cellulaire et le début de l’interphase.
Anaphase en méiose
Anaphase I
La méiose consiste en deux divisions cellulaires consécutives, sans réplication de l’ADN entre les deux. Cela signifie qu’un organisme diploïde, contenant deux allèles pour chaque gène, sera réduit à un organisme haploïde, avec seulement un allèle à chaque gène. Ces allèles sont séparés au cours de l’anaphase I. Avant la méiose, l’ADN est dupliqué, produisant à nouveau des chromatides sœurs liées entre elles sous forme de chromosomes uniques. Ces chromosomes ont des paires homologues, qui contiennent les autres allèles pour les gènes du chromosome. Ces chromosomes sont également dupliqués en chromatides sœurs. Pendant la méiose I, les chromosomes homologues sont séparés.
Les chromosomes homologues se lient entre eux pendant la prophase I de la méiose, par des molécules similaires de cohésine qui lient les chromatides sœurs. Lorsque le fuseau méiotique se met en place au cours de la métaphase I, la cellule veille à ce que chaque paire homologue s’attache aux microtubules de chaque côté de la cellule. Ces microtubules se tirent ensuite les uns les autres pour déplacer les paires homologues vers la plaque de métaphase. Pendant le temps où les paires sont liées, elles peuvent échanger des informations génétiques dans un processus appelé recombinaison. Lorsque les paires homologues sont séparées au cours de l’anaphase I, les variations d’ADN deviennent destinées à des cellules différentes, assurant la variabilité de la génétique d’une population.
Anaphase II
La méiose se termine par une seconde division de chaque nouvelle cellule fille. Les mêmes étapes se déroulent, cette fois de manière plus proche de la mitose. Les chromosomes, toujours constitués de chromatides sœurs, s’alignent sur la plaque de métaphase, et doivent franchir un point de contrôle pour passer en anaphase II. Au début de l’anaphase II, les chromatides sœurs sont séparées lorsque la cohésine qui les lie est libérée. Les copies du chromosome sont alors séparées pour atteindre leur destination finale. Ces nouvelles cellules donneront naissance à des gamètes qui pourront féconder un gamète du sexe opposé pour produire une nouvelle progéniture.
Si les points de contrôle cellulaires menant à l’anaphase I ou à l’anaphase II échouent, le résultat final sera un trop grand nombre de copies d’un chromosome (ou plusieurs) dans le gamète final. Cette condition, connue sous le nom de nondisjonction, peut entraîner des malformations congénitales fatales et d’autres symptômes chez de nombreux animaux se reproduisant sexuellement. Chez l’homme, il s’agit du syndrome de Down, du syndrome d’Edwards, du syndrome de Klinefelter et du syndrome de Turner. Ces syndromes présentent une variété de symptômes de développement qui créent des phénotypes différents de la moyenne.
- Nondisjonction – Une condition causée par l’échec de la séparation des chromosomes pendant l’une ou l’autre division de la méiose.
- Cytokinèse – La dernière étape de la mitose ou de la méiose, au cours de laquelle la membrane cellulaire se divise.
- Complexe promoteur de l’anaphase – Système de protéines, de coenzymes et d’autres molécules qui permettent à la séparase de dégrader les molécules de cohésine, ce qui entraîne la séparation des chromosomes.
- Cohésine – Molécules de protéines qui lient les chromatides sœurs ou les chromosomes homologues entre eux.
Quiz
1. Une cellule est en train de subir une mitose. Les chromosomes se sont séparés et se déplacent vers leurs nouveaux noyaux, mais les enveloppes nucléaires ne se sont pas reformées. A quel stade se trouve la cellule ?
A. Prophase
B. Anaphase
C. Télophase
2. L’anaphase se produit incroyablement rapidement. L’ensemble du processus ne représente que 1% d’un cycle cellulaire. Pourquoi les chromosomes ne sont-ils pas déchirés lors de ce mouvement violent ?
A. L’ADN condensé est plus protégé des dommages
B. De longs segments d’ADN appelés télomères protègent les extrémités de l’ADN
C. A et B
3. Les levures sont des organismes eucaryotes unicellulaires. Une levure est en train de vivre une mitose, et se trouve actuellement en anaphase. Combien d’organismes sont présents actuellement, et combien y en aura-t-il après la cytokinèse ?
A. 2 ; 4
B. 1 ; 1
C. 1 ; 2