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La mitose est la phase du cycle cellulaire au cours de laquelle les chromosomes condensés migrent vers le centre de la cellule, se séparent en deux noyaux et la cellule se divise grâce à un fuseau mitotique dynamique. Après ce processus, la cellule mère devient deux cellules filles identiques, chacune prête à croître et à réintégrer le cycle suivant. (Perspectives de Cold Springs Harbor en biologie, 2014)
Interphase précède la mitose :le noyau, les nucléoles et la membrane nucléaire restent intacts tandis que les organites produisent de l'énergie et dupliquent le matériel génétique, formant des chromatides homologues liées par un centromère. Aucune division n'a encore lieu.
Pendant la prophase , les chromatides sœurs deviennent visibles, ressemblant à un X au microscope. Les brins de microtubules s’assemblent en un fuseau qui séparera plus tard les chromatides. L'enveloppe nucléaire se dissout, libérant des paires de chromosomes dans le cytoplasme.
En métaphase , les fibres du fuseau saisissent les centromères et alignent les chromatides le long de l’équateur de la cellule, la plaque métaphase. Tous les chromosomes doivent être correctement attachés avant de procéder à la division. Certains modèles insèrent un étage prométaphase intermédiaire.
Anaphase suit :les protéines motrices déplacent les chromatides séparées vers des pôles opposés, tandis que la tension du fuseau allonge la cellule.
Pendant la télophase , de nouvelles enveloppes nucléaires se forment autour des chromosomes à chaque pôle, les chromosomes commencent à se dérouler et le fuseau mitotique se dissout. Le cytoplasme et les organites sont divisés et un sillon de clivage (ou plaque cellulaire chez les plantes) se forme, complétant la cytokinèse.
Lors de la reproduction asexuée, la mitose génère deux cellules génétiquement identiques, assurant un maintien rapide de la population. Les points de contrôle tout au long de la mitose protègent contre les erreurs chromosomiques, arrêtant la division en cas de divergences.
En revanche, la reproduction sexuée repose sur la méiose, où les chromosomes homologues s'apparient et échangent des segments génétiques, créant ainsi une diversité génétique et influençant la variation phénotypique parmi la progéniture.
De nombreux micro-organismes dépendent de la mitose – ou de processus connexes comme le bourgeonnement – pour prospérer. Dans les organismes multicellulaires, la mitose régit le renouvellement des cellules non reproductrices (peau, muscle, sang), facilitant ainsi la croissance, la cicatrisation des plaies et le renouvellement cellulaire quotidien.
Certaines espèces peuvent basculer entre les modes asexué et sexuel. Par exemple, les diatomées se reproduisent principalement de manière asexuée mais subissent une méiose spécialisée pour restaurer la taille des cellules. Une étude réalisée en 2015 dans BioMed Central Genomics a souligné que la reproduction sexuée chez les diatomées améliore non seulement la diversité génétique, mais joue également un rôle essentiel dans la restitution de la taille.