La métaphase est l’une des étapes de la mitose et de la méiose, qui sont les deux types de division cellulaire. Au cours de la mitose, des cellules sont produites qui sont génétiquement identiques au parent ou aux clones. Il est utilisé pour la reproduction asexuée, la croissance d’organismes multicellulaires et pour réparer et remplacer les tissus endommagés. La méiose est la division cellulaire qui est utilisée pour produire des cellules pour la reproduction sexuée. La mitose se produit dans toutes les cellules, tandis que la méiose ne se produit que dans les organes sexuels d’un organisme, par exemple les testicules et les ovaires des mammifères ou les ovaires et les anthères des plantes à fleurs.
La mitose et la méiose sont des processus continus, mais ils sont chacun décrits comme une série d’étapes. Au cours de la mitose, il y a quatre étapes – prophase, métaphase, anaphase et télophase, qui se produisent dans cet ordre. La méiose a deux divisions, la méiose I et la méiose II, chacune composée des mêmes quatre étapes que la mitose. Il y a une étape supplémentaire pour les deux processus appelée interphase. L’interphase se produit avant les étapes de division et c’est lorsque les cellules se développent et se préparent à se diviser en répliquant leur ADN.
Toutes les cellules ont un cycle cellulaire qui commence lorsqu’elles ont été produites par division cellulaire et se termine lorsqu’elles se divisent pour produire des cellules identiques. La mitose est la période de division cellulaire et le reste du cycle cellulaire est l’interphase. L’interphase est communément appelée phase de repos, mais c’est une période d’activité cellulaire importante. Au cours de cette phase, la cellule se développe et produit des organites et des protéines. L’ADN dans le noyau est répliqué en vue de la mitose et il continue de croître et de produire des organites en double.
Pendant la prophase, les chromosomes du noyau deviennent plus courts et plus épais, se condensent et deviennent visibles. Chaque chromosome semble avoir deux chromatides reliées entre elles par un centromère. Les centrioles se forment et se déplacent vers les extrémités opposées des cellules où les microtubules se développent pour former une structure en forme d’étoile appelée aster. Certains des microtubules, ou fibres du fuseau, traversent la cellule d’un bout à l’autre pour former le fuseau. Enfin, le nucléole et la membrane nucléaire se décomposent de sorte que les chromosomes flottent librement dans le cytoplasme.
La prochaine étape de division après la prophase est la métaphase. Au cours de cette étape, les chromosomes s’alignent au milieu de la cellule. Chacun des chromosomes est attaché à une fibre fusiforme au niveau de leur centromère. Les chromatides sont alors légèrement écartées en raison de la contraction des microtubules. L’anaphase puis la télophase succèdent à la métaphase.
Pendant l’anaphase, les fibres du fuseau sont complètement contractées de sorte que les chromatides distinctes de chaque chromosome sont tirées de chaque côté de la cellule. Une fois que les chromatides atteignent les pôles de la cellule, une nouvelle membrane nucléaire se forme autour d’elles, indiquant le début de la télophase. Les fibres fusiformes se brisent, les chromosomes se déroulent et s’allongent, le nucléole se reforme et, enfin, la cellule se divise en deux mettant fin à la division mitotique.
La méiose est similaire à la mitose, mais deux divisions ont lieu. Elle implique la division des chromosomes suivie de deux divisions du noyau et de la cellule. La méiose I diffère de la mitose pendant la prophase, mais la méiose II est une division mitotique typique, comme décrit ci-dessus. Le résultat final de la méiose est quatre nouvelles cellules qui ont la moitié de l’information génétique de la cellule mère.
La principale différence dans la méiose I se produit pendant la prophase I lorsque les paires de chromosomes se réunissent pour former un bivalent au lieu que chaque chromosome forme une chromatide. Au cours de la métaphase I, les bivalents s’alignent aléatoirement au milieu de la cellule à séparer. Cette orientation aléatoire conduit à une variété génétique accrue. Chaque chromosome de la paire possède des gènes qui déterminent les mêmes caractéristiques, mais ce ne sont pas toujours le même gène. La distribution aléatoire et l’assortiment indépendant suivant des chromosomes créent de nouvelles combinaisons génétiques dans les cellules.
Les chromosomes sont attirés aux extrémités opposées de la cellule pendant l’anaphase I, et une membrane nucléaire se forme autour d’eux dans la télophase I. Les deux cellules résultantes ont maintenant moitié moins de matériel génétique que la cellule mère. La méiose II suit le même processus que la mitose, où les chromosomes forment une paire de chromatides reliées par un centromère. Ils s’alignent le long du centre de la cellule et sont tirés par leurs centromères vers les extrémités opposées de la cellule. Une fois qu’elles atteignent les pôles, la division cellulaire se termine, ce qui donne quatre nouvelles cellules, chacune contenant la moitié du matériel génétique de la cellule d’origine.