Brassage Génétique et Diversification des Génomes
La stabilité du caryotype d'une espèce
Dans un caryotype de cellule somatique, les chromosomes sont regroupés selon des critères de taille, de position du centromère, des bandes de coloration.
Définition
Une cellule diploïde possède deux exemplaires de l'information génétique et son caryotype est noté , étant le nombre de sortes de chromosomes différents.
Les gamètes, spermatozoïdes et ovules, sont des cellules dites haploïdes, elles comportent chromosomes.
Remarque
On parle de chromosomes homologues : ils portent la même série de gènes, mais pas forcément les mêmes allèles.
Définition
La méiose est le processus qui permet de produire des cellules haploïdes à partir de cellules diploïdes.
La fécondation forme une cellule-œuf diploïde à partir de deux cellules haploïdes.
Méiose et fécondation se succèdent au cours de tout cycle de développement et garantissent la stabilité du caryotype.
Le déroulement de la méiose
La méiose est constituée de deux divisions cellulaires successives. Elle est précédée d’une phase de réplication : ainsi les chromosomes deviennent doubles, constitués de deux chromatides identiques.
Définition
La première division, division "réductionnelle" consiste à séparer les paires de chromosomes appelés “bivalents” ou “tétrades" et réduit donc de moitié le nombre de chromosomes. Elle donne deux cellules à chromosomes doubles.
La seconde division sépare les 2 chromatides de chaque chromosome double. On passe de deux cellules à chromosomes doubles chacune à cellules à chromosomes simples chacune. On parle de division “équationnelle” parce qu’au final le nombre de chromosome reste le même.
Remarque
Au cours de ces divisions, composées chacune de quatre phases, la méiose produit donc cellules haploïdes à partir d’une cellule mère diploïde.
La méïose Meiosis Stages - Numerical Version.svg, auteur Ali Zifan, via wikimédia commons, CC-BY-SA-4.0.
La méiose est le siège d’un double brassage génétique
Un brassage inter-chromosomique
En anaphase de première division, les deux chromosomes homologues de chaque paire se séparent : les couples d’allèles correspondant se disjoignent. Cette répartition dans chaque cellule fille se produit aléatoirement et indépendamment pour toutes les paires. Il en résulte donc de très nombreuses distributions possibles : c’est le brassage inter-chromosomique.
Remarque
Le nombre de possibilités pour les gamètes issus d’une même cellule mère diploïde est alors de .
Définition
Un phénotype recombiné est constitué d’un allèle provenant du père et d’un allèle provenant de la mère.
Remarque
Lors d’un croisement test, dans le cas de gènes indépendants, les phénotypes obtenus sont équiprobables et sont :
les phénotypes parentaux
des phénotypes recombinés .
Un brassage intra-chromosomique
Lors de la prophase de la première division, des échanges de portions de chromatides se produisent entre les chromosomes homologues d’une même paire, au moment où ils sont étroitement accolés. Ce phénomène est le crossing-over. Les associations d’allèles portées par chacun des chromosomes homologues sont donc modifiées ce qui augmente considérablement la diversité des gamètes produits.
Définition
Le crossing-over est l'échange d'un/des allèles d’un chromosome avec un/des allèle(s) porté(s) par le chromosome homologue.
Le back cross est un retour en arrière car on réalise le croisement d’un individu F1 avec le parent double récessif.
Remarque
Lors d’un back cross, si les phénotypes recombinés apparaissent en quantité nettement plus faibles () que pour les phénotypes parentaux () c’est que les gènes sont liés ( sur le même chromosomes) et qu’il y a eu crossing-over.
La fécondation, source de diversité génétique supplémentaire
L’ovule quand il est produit et libéré est bloqué en métaphase I. L’entrée d’un spermatozoïde rend l’ovule imperméable aux autres spermatozoïdes. Seul le noyau du spermatozoïde subsiste dans l’ovule. L’entrée du spermatozoïde réactive la méiose. Il n’y a pas cependant formation de quatre cellules filles : une seule cellule subsiste avec un pronucléus et trois globules polaires (noyaux haploïdes) qui vont dégénérer. Quelques heures plus tard les deux noyaux haploïdes (pronucléus), se rapprochent et fusionnent, c’est la “caryogamie”. Le noyau diploïde de la cellule œuf ou zygote est alors constitué.
Remarque
La fécondation réunissant deux gamètes au hasard, le nombre d’assortiments chromosomiques et donc de combinaisons génétiques pour le zygote est multiplié
La fécondation amplifie le brassage génétique réalisé lors de la méiose.
Des accidents au cours de la méiose
Des anomalies du caryotype
L’anomalie la plus fréquente est la trisomie et dans des cas elle est due à une mauvaise répartition des chromosomes homologues lors de la division de méiose maternelle, ce qui produit des gamètes présentant un chromosome supplémentaire ou manquant. La trisomie peut aussi être la conséquence d’une translocation du chromosome sur d’autres autosomes (échange de matériel génétique entre deux chromosome non homologues).
Remarque
La fécondation avec un gamète normal donne :
soit un zygote trisomique (quand il est uni au gamète possédant les deux chromosomes )
soit un zygote monosomique (quand il est uni au gamète ne possédant pas de chromosome ).
La plupart des zygotes anormaux ne sont pas viables et provoquent des avortements spontanés. Quelques anomalies sont parfois compatibles avec la vie.
Une source d’enrichissement du génome
La plupart des crossing-over correspondent à des échanges de portions parfaitement homologues de chromatides.
Définition
Le crossing-over inégal est un échange portant accidentellement sur des portions qui ne sont pas totalement homologues. Il conduit à l’obtention d’un chromosome portant une partie de son information en double exemplaire alors que son homologue a perdu la partie correspondante de cette information.
Remarque
Un gène peut donc avoir disparu d’un chromosome et se retrouver en double exemplaire sur le chromosome homologue. Ce phénomène permet la duplication d’un gène.
Au gré des mutations qui peuvent se produire au cours du temps, les duplicatas d’un gène, initialement identiques, peuvent devenir différents et coder pour des protéines ayant finalement des fonctions différentes. De tels gènes restent néanmoins ressemblants et constituent une famille multigénique. Ce mécanisme conduit à un enrichissement et à une diversification des génomes. Il est possible de reconstituer le scénario de la constitution d’une famille multigénique : plus deux gènes sont ressemblants, plus la duplication dont ils sont issus est récente (rappels de première S).
Commentaires
Samirlefou37
0
Merci bcq votre explication est large meilleur que celle de ma prof
Lisa_Lfb
0
Ecris un commentaire..
mouna idriss abdillahi
0
humm important
melouuuuu
0
Ecris un commentaire..
imene
3
genialeee
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