Après avoir défini la notion de clone, et rappelé son origine, vous expliquerez l'apparition de cellules différentes dans un clone et quelles en sont les conséquences.

Introduction

L’ensemble de nos cellules proviennent toutes d’une cellule unique, la cellule œuf, par une succession de mitoses. Mais par la suite, les cellules du corps humain se spécialisent progressivement en n’exprimant qu’une partie de ce génome. Toutefois, il arrive que des modifications génétiques, des mutations, surviennent au cours des multiplications cellulaires et aient des conséquences.

Comment un clone cellulaire peut-il être le siège de l’apparition de cellules différentes et quelles en sont les conséquences ?

Nous verrons dans un premier temps la notion de clone et de stabilité génétique pour ensuite aborder l’apparition de cellules différentes au sein des clones et les conséquences de ces variations.

I. Origine et notion de clone

Durant la première semaine du fœtus, toutes les cellules le constituant sont identiques entre elles et descendent toutes de la cellule œuf : elles forment un clone cellulaire. Un clone cellulaire est un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques, aux mutations près. C’est pour cette raison que les cellules de notre organisme possèdent toutes le même génome. Ces clones ont pour origine la mitose, dont le but est de conserver l’information génétique et d’assurer ainsi la stabilité du génome. Les divisions mitotiques assurent cette stabilité en divisant une cellule mère en deux cellules filles identiques, qui conservent donc les caractéristiques génétiques de la cellule mère. Cette division se déroule en plusieurs étapes bien identifiables : la prophase, la métaphase, l’anaphase et enfin la télophase.

Durant la prophase, l’ADN se condense en chromosomes à deux chromatides, l’enveloppe nucléaire disparaît et un fuseau de microtubules apparaît. Par la suite, les chromosomes s’alignent sur le plan équatorial de la cellule : c’est la métaphase. Durant l’anaphase, les chromatides sœurs sont séparées et migrent vers les pôles de la cellule grâce aux microtubules. De plus, la cellule s’allonge. Enfin pendant la télophase, deux nouvelles enveloppes nucléaires se forment aux deux pôles, contenant ainsi les chromatides séparées. S’en suit la cytodiérèse dont le rôle est de séparer les deux cellules filles par la division du cytoplasme. Finalement, nous avons donc bien, en fin de division, deux cellules filles totalement identiques génétiquement à la cellule mère. Cela permet de conserver l’information génétique tout en renouvelant les cellules de notre corps au cours de notre vie. Nous pouvons notamment citer le renouvellement de certains tissus comme l’épithélium intestinal chez les mammifères qui est entièrement renouvelé tout les 4 ou 5 jours grâce à ce même processus mitotique.

II. Les mutations et leurs conséquences

A. Apparition des mutations

Bien que la mitose permette de conserver la stabilité du génome, il arrive parfois que des changements interviennent dans la séquence d’ADN et donc dans la séquence de nucléotides (puisque l’ADN est une séquence de nucléotides) : ce sont des mutations. Les mutations sont des modifications spontanées, rares et aléatoires de la séquence d’ADN qui n’ont pas été corrigé. Ces mutations peuvent être dues à une cause intérieure au processus (endogène) comme une erreur lors de la réplication de l’ADN par l’ADN polymérase, ou bien une cause extérieure (exogène) notamment par l’action d’agents mutagènes comme les rayons UV ou le tabac, qui augmentent le taux d’apparition des mutations. Cependant, la plupart des mutations sont corrigées par un système enzymatique dont la fonction est de réparer ces erreurs de « recopiage ». Lorsque la mutation n’a pas été réparée, un nouveau caractère peut alors apparaître et être conservé ou non par la sélection naturelle sur une échelle de plusieurs milliers voir millions d’années.

B. Conséquences diverses des mutations

Les mutations qui ont échappé au système de réparation sont sources de diversité et peuvent avoir des conséquences très diverses. Ces dernières peuvent être observables sur le phénotype de l’individu ou bien n’avoir aucune conséquence. En effet, il existe plusieurs types de mutations qui aboutissent à différents types de conséquences. Tout d’abord, il y a les mutations « silencieuses » dont le nom est représentatif de leur inoffensivité du fait qu’elles n’expriment aucune différence notable, puisque le codon muté code pour le même acide aminé que le codon d’origine. Ainsi, la séquence d’acides aminés n’est pas modifiée et la mutation passe inaperçue. Le phénomène naturel de mutation, bien que « peu fréquent », n’a rien d’exceptionnel et n’a souvent aucune incidence. En effet, des scientifiques ont comparés 140 cellules sanguines d’un être humain adulte et ont identifiés près de 130 000 mutations qui les différencient entre elles. Bien que certaines mutations induisent des conséquences graves, il ne faut pas oublier qu’une grande majorité n’en produit nullement.

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