Différence entre mitose et méiose : tableau comparatif, étapes et schéma
La différence entre la mitose et la méiose tient en une phrase : la mitose est une seule division qui produit 2 cellules filles diploïdes génétiquement identiques à la cellule mère, alors que la méiose est une succession de deux divisions qui produit 4 cellules haploïdes génétiquement différentes — les gamètes. La mitose assure la croissance et le renouvellement des tissus ; la méiose assure la reproduction sexuée et le brassage génétique.
Ce cours reprend point par point les deux mécanismes, avec un tableau comparatif, un schéma original, les pièges classiques des examens de licence et une section FAQ. Il complète notre cours sur le cycle cellulaire et notre cours d'embryologie sur la gamétogenèse.
Tableau comparatif mitose / méiose
| Critère | Mitose | Méiose |
|---|---|---|
| Nombre de divisions | 1 | 2 (méiose I puis méiose II) |
| Cellules concernées | Cellules somatiques (et cellules germinales en phase de multiplication) | Cellules germinales en phase de maturation uniquement |
| Nombre de cellules filles | 2 | 4 |
| Ploïdie finale | Diploïde (2n → 2n) | Haploïde (2n → n) : division réductionnelle |
| Identité génétique | Cellules filles identiques entre elles et à la cellule mère (sauf mutation) | Cellules filles toutes différentes |
| Appariement des homologues | Absent | Présent en prophase I (synapsis, formation des bivalents) |
| Crossing-over | Absent (sauf événement accidentel) | Systématique en prophase I (brassage intrachromosomique) |
| Ce qui migre en anaphase I | — (pas d'anaphase I) | Les chromosomes homologues entiers, encore dédoublés |
| Ce qui migre en anaphase (II) | Les chromatides sœurs | Les chromatides sœurs |
| Rôle biologique | Croissance, renouvellement tissulaire, cicatrisation, reproduction asexuée | Production des gamètes, maintien du nombre de chromosomes au fil des générations, diversité génétique |
| Durée | Courte : ≈ 1 h sur un cycle de ≈ 24 h en culture | Longue : ≈ 74 jours chez l'homme ; plusieurs années à plusieurs décennies chez la femme |
Schéma comparatif de la mitose et de la méiose
Les étapes de la mitose
La mitose n'occupe qu'une courte fraction du cycle cellulaire : pour une cellule humaine en culture dont le cycle dure environ 24 heures, la mitose dure de l'ordre d'une heure, le reste étant occupé par l'interphase (G1, S, G2). C'est pendant la phase S, avant la mitose, que l'ADN est répliqué : chaque chromosome devient alors constitué de deux chromatides sœurs identiques (voir notre cours sur la réplication de l'ADN).
Prophase
La chromatine se condense en chromosomes visibles. Le centrosome se duplique et organise le fuseau de microtubules. En fin de prophase (prométaphase), l'enveloppe nucléaire se désagrège et les microtubules capturent les kinétochores.
Métaphase
Les chromosomes dédoublés s'alignent sur la plaque équatoriale, chaque chromatide sœur étant reliée à un pôle opposé. Le point de contrôle du fuseau empêche le passage à l'anaphase tant que tous les kinétochores ne sont pas correctement attachés.
Anaphase
La cohésine est clivée : les chromatides sœurs se séparent et migrent vers les pôles opposés. C'est l'étape clé à ne pas confondre avec l'anaphase I de la méiose.
Télophase et cytodiérèse
Les chromosomes se décondensent, l'enveloppe nucléaire se reforme autour de chaque lot, puis l'anneau contractile d'actine et de myosine sépare physiquement les deux cellules filles.
Les étapes de la méiose
Méiose I — la division réductionnelle
C'est elle qui fait toute la différence. Pendant la prophase I, les chromosomes homologues s'apparient (synapsis) et forment des bivalents ou tétrades. Le complexe synaptonémal maintient les homologues côte à côte pendant que des cassures double-brin sont réparées par recombinaison homologue : c'est le crossing-over, qui échange des segments entre chromatides non sœurs. Chez l'humain, on mesure en moyenne 41,6 recombinaisons autosomiques par méiose chez la femme et 26,6 chez l'homme (Fledel-Alon et al., PLoS Genetics, 2009).
En métaphase I, les bivalents s'alignent sur la plaque équatoriale, et l'orientation de chaque paire vers l'un ou l'autre pôle est aléatoire : c'est le brassage interchromosomique. Avec 23 paires de chromosomes, cela représente à lui seul 2²³ = 8 388 608 combinaisons possibles de gamètes, avant même de compter les crossing-over.
En anaphase I, ce sont les chromosomes homologues entiers qui se séparent — les chromatides sœurs restent solidaires. La ploïdie est réduite de moitié. La télophase I donne deux cellules haploïdes dont les chromosomes sont toujours dédoublés.
Méiose II — la division équationnelle
Elle ressemble à une mitose, sans réplication préalable de l'ADN : il n'y a pas de phase S entre les deux divisions (l'intercinèse est courte). En anaphase II, les chromatides sœurs se séparent enfin, ce qui aboutit à quatre cellules haploïdes à chromosomes simples.
Où se déroule la méiose chez l'humain ?
Dans le testicule, la spermatogenèse est continue de la puberté jusqu'à un âge avancé et dure environ 74 jours par cycle (Heller et Clermont, Science, 1963) ; voir notre cours sur la spermatogenèse. Dans l'ovaire, les ovocytes entrent en prophase I pendant la vie fœtale puis restent bloqués des années : la méiose I ne s'achève qu'à l'ovulation, et la méiose II qu'au moment de la fécondation. Cette très longue pause explique en partie l'augmentation des aneuploïdies avec l'âge maternel.
Les trois confusions les plus fréquentes aux examens
- « La méiose II réduit le nombre de chromosomes. » Faux : c'est la méiose I qui est réductionnelle (2n → n). La méiose II sépare les chromatides sans changer la ploïdie.
- « Une cellule haploïde contient forcément des chromosomes simples. » Faux : à la fin de la méiose I, les cellules sont haploïdes (n) mais leurs chromosomes sont encore à deux chromatides.
- « Il y a une réplication de l'ADN entre méiose I et méiose II. » Faux : la réplication a eu lieu une seule fois, avant la méiose I.
Pour aller plus loin
- Cours : le cycle cellulaire
- Cours S1 : la cellule
- Cours d'embryologie : la gamétogenèse
- 150 QCM corrigés d'embryologie
- Cours de génétique
FAQ — questions fréquentes sur la mitose et la méiose
Quelle est la principale différence entre la mitose et la méiose ?
La mitose est une division conservatrice : une cellule 2n donne deux cellules 2n identiques. La méiose est une division réductionnelle : une cellule 2n donne quatre cellules n différentes. La mitose maintient le patrimoine génétique, la méiose le réduit de moitié et le recombine.
Pourquoi la méiose comporte-t-elle deux divisions ?
Parce que l'ADN est répliqué une seule fois avant la méiose I. La première division sépare les homologues (passage de 2n à n), la seconde sépare les chromatides sœurs restées solidaires. Sans cette seconde division, les gamètes seraient haploïdes mais porteraient des chromosomes dédoublés.
La mitose produit-elle des cellules strictement identiques ?
Génétiquement, oui en théorie : les deux cellules filles reçoivent la même information. En pratique, des erreurs de réplication, des mutations spontanées et une répartition inégale du cytoplasme et des organites introduisent des différences mineures.
Quelles cellules font la méiose ?
Uniquement les cellules germinales en phase de maturation : spermatocytes I et II dans le testicule, ovocytes I et II dans l'ovaire. Les cellules germinales se multiplient d'abord par mitose avant d'entrer en méiose.
Qu'est-ce que le brassage intrachromosomique et interchromosomique ?
Le brassage intrachromosomique est le crossing-over en prophase I : il échange des segments entre chromatides non sœurs d'une même paire. Le brassage interchromosomique est la répartition aléatoire des différentes paires d'homologues en anaphase I. Les deux se combinent, puis la fécondation ajoute un troisième niveau de brassage.
Combien de cellules obtient-on après une mitose et après une méiose ?
Deux après une mitose, quatre après une méiose. Chez la femme cependant, les divisions méiotiques sont inégales : un seul ovocyte fonctionnel est produit, accompagné de globules polaires qui dégénèrent.
La méiose existe-t-elle chez les bactéries ?
Non. Les bactéries sont haploïdes et se divisent par scissiparité (fission binaire), sans fuseau mitotique ni méiose. Elles échangent du matériel génétique par d'autres voies : conjugaison, transformation, transduction.
Sources : Alberts B. et al., Molecular Biology of the Cell, 7e éd., W. W. Norton, 2022, chap. 17 et 20 ; Fledel-Alon A. et al., « Broad-scale recombination patterns underlying proper disjunction in humans », PLoS Genetics, 2009, 5(9):e1000658 ; Heller C. G. & Clermont Y., « Spermatogenesis in man: an estimate of its duration », Science, 1963, 140:184-186.
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