Le cycle cellulaire est un processus dans lequel une cellule se développe et se divise pour créer une copie de lui-même. Certains organismes se reproduisent exclusivement à travers ce processus, alors que dans la vie multicellulaire complexe, il permet à un organisme de se développer, et pour remplacer les cellules à mesure qu'ils deviennent usés. Chez les animaux, le cycle dure environ 24 heures de début à la fin pour la plupart des types de cellules , bien que certains, comme ceux de la peau, doivent constamment s'adapter à ce cycle, tandis que d'autres peuvent diviser rarement, voire pas du tout. Neurones, par exemple, ne croissent et se divisent quand elles sont mûres.
Les organismes peuvent être divisés en deux types, chacun avec son propre cycle cellulaire.Chez les procaryotes, l'information génétique de l'organisme est constitué d'un seul brin d'ADN , connu comme un chromosome, qui n'est pas contenu dans une structure particulière.Les bactéries sont des exemples de procaryotes, avec quelques autres organismes unicellulaires. Eukaryotes compose de tous les organismes multicellulaires, comme les plantes et les animaux, ainsi que certains types de formes de vie unicellulaires. Ils diffèrent des procaryotes principalement en ce qu'ils ont un noyau - une structure autonome qui contient le matériel génétique sous la forme de chromosomes constitués d'ADN.
Procaryotes
La reproduction chez les procaryotes est connue comme la fission binaire. Dans ce processus, l'ADN, qui flotte librement dans la cellule, se reproduit. Les deux nouveaux brins d'ADN migrent ensuite aux extrémités opposées de la cellule, qui se divise en deux copies identiques, chacune avec son propre ADN; cette étape de division est connu comme cytokinesis. Les nouvelles cellules seront ensuite croître jusqu'à ce qu'ils atteignent une certaine taille, puis, si les conditions sont favorables, ils se divisent à nouveau, en commençant un nouveau cycle. Pour ces organismes primitifs, le processus est généralement très rapide - dans des conditions idéales, certaines bactéries se divisent toutes les 20 minutes, ce qui conduit à une multiplication très rapide.
Eucaryotes
Les cellules eucaryotes sont plus complexes que celles des procaryotes, faisant division plus compliqué. Ainsi que d'un noyau, ils ont un certain nombre d'autres structures, appelées organelles , qui ont des fonctions spécifiques, et qui doivent aussi être dupliqués lors de la division. Le cycle eucaryote possède un certain nombre de phases distinctes, les deux principales étant interphase et la mitose.
Au cours de l'interphase - qui est de loin la phase la plus longue, ce qui représente plus du cycle de 24 heures qui est typique de la plupart des cellules animales - la cellule est normalement de plus en plus, et l'augmentation de la taille. Les processus impliqués dans la division nécessitent de l'énergie, et l'interphase a deux périodes durant lesquelles les réserves du composé adénosine triphosphate stockage d'énergie (ATP) sont construits et la croissance a lieu, séparées par une période de duplication de l'ADN dans le noyau. La première période de croissance est connu comme Gap 1 (G1), et se produit dans les nouvelles cellules après la division. Elle est suivie par la synthèse (S) étape, au cours de nouveaux brins d'ADN qui sont identiques aux originaux sont synthétisés. The Gap 2 (G2) étape commence alors, avant la mitose .
Contrairement à la phase précédente, la mitose est relativement brève, et prend habituellement seulement environ une heure. Ceci est le processus par lequel les deux ensembles identiques d'ADN sont séparés physiquement les uns des autres, formant deux ensembles de chromosomes, lesquels sont ensuite portées à différentes extrémités de la cellule pour former des noyaux séparés. Au cours de cette phase, les organelles, comme la mitochondrie chez les animaux, et les chloroplastes des végétaux, se divisent aussi. Ces structures ont leur propre ADN, qui reproduit de la même façon que chez les procaryotes, ce qui conduit certains scientifiques à croire que ce qu'ils peuvent avoir été autrefois organismes procaryotes indépendants qui ont été incorporés dans des cellules eucaryotes à un moment donné dans le passé lointain.
L'étape finale est la cytokinèse . C'est alors que la division en deux unités distinctes a effectivement lieu. Chez les animaux, les parois cellulaires opposées sont tirées l'une vers l'autre à peu près au point médian jusqu'à ce qu'ils rencontrent, formant deux unités séparables les unes des autres. Chez les plantes, une nouvelle paroi cellulaire est construit à l'endroit de la division, la séparation des deux nouvelles cellules.
Règlement et erreurs
Chaque partie du cycle est régulé par des protéines qui racontent la cellule quoi faire. Ces protéines sont également utilisés pendant l'interphase de confirmer que les conditions sont appropriées pour la division. Si suffisamment de nutriments ne sont pas présents ou d'autres problèmes sont identifiés, ces protéines seront signalent à la cellule de rester en dormance et attendre que les conditions s'améliorent, un peu comme un brigadier de la division.
Des erreurs peuvent survenir et surviennent au cours du processus. Parfois, l'information n'est pas copié exactement pendant l'interphase, et les erreurs dans le génome sont créés.Ces erreurs peuvent se révéler fatale pour la cellule, ou ils peuvent être inoffensif. Ils peuvent également entraîner le cancer, où une erreur provoque la réplication répétée et division incontrôlée, sans contrôle, former une tumeur.
Heureusement, il existe des protéines qui peuvent interrompre le processus s'il y a des erreurs dans la réplication de l'ADN. Dans certains cas, le processus de division sera suspendue pour permettre l'ADN soit réparé, après quoi il peut reprendre. Dans d'autres, où l'ADN est trop endommagée, ces protéines peuvent causer la cellule à mourir, afin de prévenir d'autres réplication de l'ADN défectueux. Le cancer est souvent le résultat de modifications à l'ADN qui empêchent le bon fonctionnement de ces protéines, de sorte que les cellules avec un ADN endommagé sont autorisés à se reproduire.
