La méiose: phases et caractéristiques
La méiose est une forme spécialisée de division cellulaire qui produit des cellules de repoduction telles que le sperme, les œufs ou les spores de plantes et de champignons.
Toutes les cellules proviennent d'autres cellules du mécanisme de la division cellulaire. Normalement, ce processus nécessite qu'une cellule souche soit divisée en deux "cellules filles" ou plus. De cette manière, la cellule mère transmet l'information génétique à la génération suivante.
Au cours des neuf stades de la méiose, une cellule mère se divise en deux, puis se divise à nouveau pour former un total de quatre cellules contenant la moitié de la quantité initiale de matériel génétique.
Chez l'homme, ce sont le sperme chez l'homme et l'ovule chez la femme, également appelés gamètes ou cellules reproductrices.
Au cours de ce processus, les gènes sont "mélangés" et le nombre de chromosomes reste au centre, donnant lieu à quatre cellules ou gamètes génétiquement uniques, avec un nombre de chromosomes égal à la moitié de celui de la cellule mère.
La méiose est différente de la mitose. En mitose, les cellules de l'organisme se divisent pour produire des cellules identiques dans le but de réparer ou de remplacer les cellules endommagées. Par exemple, les cellules de la peau sont divisées en d'autres cellules de la peau.
Cependant, dans la méiose, l’objectif est de créer des cellules sexuelles ou des gamètes différents, car ils possèdent un matériel génétique unique.
Les spermatozoïdes et les ovules sont différents des autres cellules du corps, car ils possèdent la moitié des chromosomes ou du matériel génétique.
Une cellule normale du corps humain a 46 chromosomes et une gamète a 23 chromosomes. Lorsque l'ovule et le sperme sont joints par reproduction sexuée, chaque gamète fournit 23 chromosomes et 46 sont obtenus, ce qui constitue le matériel génétique complet de l'embryon tardif.
Phases / étapes de la méiose
Le processus de la méiose est composé de deux divisions cellulaires, l’une suivie de l’autre. Par conséquent, on dit qu'il existe une méiose I et une méiose II. La deuxième méiose n'a lieu que dans les cellules diploïdes pour ne donner que des cellules haploïdes.
Cependant, les stades de la division cellulaire qui ont lieu pendant les méioses I et II sont les mêmes: prophase, métaphase, anaphase et télophase. Ces étapes sont décrites ci-dessous (M, 2015).
Méiose I
Prophase I : Au cours de cette étape, le matériel génétique peut être facilement vu dans le noyau de la cellule, se condensant et se présentant sous la forme d'un chromosome diploïde. Ici, les chromosomes - qui sont liés - effectuent une recombinaison génétique.
En outre, la membrane cellulaire disparaît. Des microtubules de protéines apparaissent et se déplacent vers les pôles ou les extrémités de la cellule, permettant ainsi l’échange de parties de brins d’ADN et de nouveau matériel génétique qui n’existait pas auparavant.
Le processus de combinaison et d'échange entre les parties de l'ADN à l'intérieur de la cellule permet de donner des combinaisons génétiques nouvelles et différentes, et chaque cellule à la fin du processus de méiose a une composition unique.
Métaphase I : Les chromosomes à l'intérieur de la cellule sont dirigés symétriquement vers les pôles de la cellule. Une ligne apparaît dans la zone équatoriale ou au centre de la cellule. C'est sur cette ligne que se déroulera le processus de division cellulaire.
Anaphase I : C'est la troisième étape qui a lieu pendant le processus de la méiose. Au cours de cette étape, les paires de chromosomes homologues sont situées dans les pôles opposés du cytoplasme cellulaire. A ce stade, le nombre de chromosomes est réduit de moitié dans chaque cellule. D'autre part, la ligne de division au centre de la cellule devient une taille prononcée. Ici, le processus de division est presque terminé.
Telophase I : Il s’agit de la dernière étape de la méiose I. La cellule souche termine sa partition, ce qui donne deux cellules filles. La membrane cellulaire réapparaît dans chacune des cellules résultantes.
Au cours de la télophase, chacune des cellules filles possède le matériel génétique nécessaire et juste pour être indépendante. De la même manière, une fois que le processus de partition cellulaire a atteint cette étape, l'état de la fonction est indiqué, où commence la deuxième étape du processus de la méiose.
Méiose II
Une fois la première division méiotique terminée, une courte interface reprend et les cellules résultantes passent par un nouveau processus appelé méiose II.
Au cours de cette deuxième étape de la méiose, le processus de réplication du matériel génétique ou de l'ADN n'a pas lieu, cependant, les phases de la division cellulaire sont les mêmes.
Prophase II : le matériel génétique ou la chromatine se condense à nouveau et les chromosomes reprennent une forme visible. Chaque chromosome est constitué de deux chromatides réunies par un centromère (point de connexion entre les chromatides). Le fuseau mitotique et la ligne de division réapparaissent et la membrane cellulaire disparaît.
Métaphase II : Les chromosomes à l'intérieur de la cellule sont alignés au centre de la cellule, située sur sa ligne équatoriale. De là, ils sont tirés par des fuseaux ou des microtubules mitotiques aux extrémités ou aux pôles de la cellule.
Anaphase II : Chaque chromatide est séparée du centromère et déplacée vers l'un des pôles de la cellule. Chaque pôle de la cellule doit avoir le même nombre de chromatides.
Telophase II : Au cours de cette étape, chaque cellule fille termine son processus de division en laissant un nombre égal de chromatides haploïdes. Ici, la membrane cellulaire revient à se former et la chromatine apparaît à nouveau. La division du cytoplasme de la cellule se produit par un nouveau processus de cytokinèse, similaire à celui qui se produit au cours du premier stade de la division méiotique.
Au terme de ce processus de division méiotique, il faut produire quatre cellules filles, chacune contenant la même quantité de matériel génétique, composée de la moitié des brins d’ADN présents au début du processus de division cellulaire. (Éducatif, 2016).
Caractéristiques de la méiose
Contrairement au processus de mitose, où les cellules filles possèdent des ensembles diploïdes de chromosomes, au cours du processus de méiose, chaque cellule résultante ne comporte finalement qu’un ensemble de chromosomes haploïdes, c’est-à-dire simples.
De cette manière, lors de la première division cellulaire, les chromosomes situés dans le noyau de la cellule ont deux chromatides ou unités de chromosomes complets, qui passeront complètement (sans divisions) et en quantité égale aux cellules filles.
Ainsi, au cours de la deuxième étape de la division méiotique, les cellules résultantes se diviseront à nouveau, séparant également la structure diploïde des chromosomes et aboutissant à la production de cellules haploïdes.
Ce phénomène se produit dans les cellules sexuelles ou les gamètes, car ceux-ci seront couplés au cours du processus de reproduction de la fécondation, au cours duquel les chromosomes deviendront diploïdes une fois que l'ovule et le sperme se seront réunis.
Une autre caractéristique importante de la méiose est qu'elle ne se produit que dans les organismes où se déroule le processus de reproduction sexuée.
De cette manière, la méiose est également appelée gamétogenèse, car c’est le processus par lequel les gamètes sont produits, de sorte qu’ils puissent ultérieurement participer au processus de reproduction.
Gamétogenèse
La gamétogenèse est le processus par lequel les cellules diploïdes (celles qui présentent un nombre complet de chromosomes en fonction des caractéristiques de l'espèce) passent par un processus de division cellulaire ou de la méiose dans le but de produire des cellules haploïdes ont la moitié du nombre de chromosomes typiques de l’espèce). Ces cellules haploïdes sont appelées gamètes.
Les gamètes sont un type de cellule unique et spécialisé qui joue un rôle fondamental dans le processus de reproduction.
Dans le cas de la gamétogenèse masculine, le processus de la méiose est appelé spermatogenèse, car les spermatozoïdes sont produits au cours de ce processus.
Dans le cas des femmes, ce processus est appelé oogenèse puisque des ovocytes y sont produits (Handel, 1998).
Importance de la méiose
Grâce à la méiose, la pérennisation des espèces est possible. Grâce à ce processus de division cellulaire, les gamètes (ovules et spermatozoïdes) nécessaires au cours du processus de reproduction sont produits.
D'autre part, grâce au processus de recombinaison génétique qui a lieu pendant la méiose, il est possible qu'il existe une variabilité génétique entre les membres d'une même espèce.
Cette recombinaison génétique permet la permutation de certaines caractéristiques contenues dans l'ADN d'individus sous forme de petits morceaux ou de chromatides.
Ce processus de permutation génétique est effectué de manière aléatoire et la distribution des caractéristiques génétiques est randomisée.
Cela permet une grande variabilité dans les caractéristiques dont peuvent hériter les individus d'une même espèce (Benavente et Volff, 2009).
Différences entre la méiose et la mitose
Bien que la méiose et la mitose soient des processus de division cellulaire qui se produisent dans tous les organismes multicellulaires, elles ont des caractéristiques différentes. Certaines de ces caractéristiques sont énumérées ci-dessous:
- Pendant la mitose, la cellule mère est divisée en deux cellules filles, tandis que pendant la méiose, elle est divisée en quatre.
- La mitose se produit dans les organismes asexués, par contre, la méiose ne se produit que dans les organismes à reproduction sexuée.
- Au cours de la mitose, les cellules filles ont le même nombre de chromosomes que la cellule mère, contrairement à la méiose, où les cellules filles ne possèdent que la moitié des chromosomes présents dans la cellule mère.
- L'objectif de la mitose est de générer des cellules dans des organismes multicellulaires et de contribuer à la reproduction d'organismes unicellulaires. Pour sa part, l'objectif de la méiose est de créer les gamètes nécessaires à la reproduction sexuée.
