TP10/COURS -III- Le double brassage génétique de la méiose -1- Brassage intrachromosomique en Prophase I de méiose Livre page 22 et 23 #droso Il résulte de l existence d échanges d un ou de plusieurs segments de chromatides entre chromosomes homologues en Prophase I de méiose. Les chiasmas visibles au microscope correspondent à ces échanges qui sont appelés crossing-over D après SVT Terminale S Editions BELIN 1
A l issue d un crossing-over chaque chromosome homologue ne possède plus la même combinaison d allèles sur ses deux chromatides. Ce processus de crossing-over est non systématique et aléatoire : pour un couple de gènes liés, la fréquence de recombinaison est d autant plus élevée que la distance entre les gènes sur le chromosome est grande. -2- Brassage interchromosomique en Métaphase I de méiose En Métaphase I de méiose, les chromosomes homologues de chaque paire se disposent de part et d autre du plan équatorial de la cellule selon deux dispositions équiprobables. Pour une cellule 2n = 4 il y a donc deux possibilités en Métaphase I : D après SVT Terminale S Editions BELIN Le comportement indépendant des différentes paires entraîne un brassage entre chromosomes. Lors de la séparation des homologues en Anaphase I, on dit qu il y a ségrégation indépendante des chromosomes homologues. Ce brassage est bien évidemment d autant plus important que le nombre de paires est grand ; ex. chez l Homme il y a 2 23 façons possibles de se placer en Métaphase I, donc 2 23 spermatozoïdes (ou ovocytes) différents possibles. 2
Bilan : Au cours de la méiose, des échanges de fragments de chromatides (crossing-over ou enjambement) se produisent entre chromosomes homologues d'une même paire (brassage intrachromosomique). Les chromosomes ainsi remaniés subissent un brassage interchromosomique résultant de la migration aléatoire des chromosomes homologues lors de la 1ère division de méiose. Une diversité potentiellement infinie de gamètes est ainsi produite. -IV- la fécondation, source d une diversité génétique supplémentaire La fécondation rétablit la diploïdie en associant aléatoirement deux gamètes haploïdes génétiquement uniques. Elle amplifie la diversité génétique entre les organismes en multipliant le nombre de combinaisons alléliques possibles. Ci-dessous, un exemple d échiquier de croisement D après SVT Terminale S Editions BELIN Bilan : Au cours de la fécondation, un gamète mâle et un gamète femelle s'unissent : leur fusion conduit à un zygote. La diversité génétique potentielle des zygotes est immense. Chaque zygote contient une combinaison unique et nouvelle d'allèles. Seule une fraction de ces zygotes est viable et se développe. 3
-V- Des accidents de la méiose -1- Anomalies de la répartition des chromosomes Livre page 26 Document 1 Chez les Diploïdes, la méiose assure la production des gamètes. Chez l homme, la spermatogenèse aboutit à 4 spermatozoïdes (n). Chez la femme, l ovogenèse, à partir d'une cellule mère, donne 1 seul ovocyte (n) fonctionnel. On connaît diverses aberrations du nombre de chromosomes ou aneuploïdies comme les trisomies et les monosomies. Les trisomies : la plupart sont létales chez l embryon, seules certaines sont viables comme les trisomies 13, 18 ou 21. Elles peuvent toucher les chromosomes sexuels X ou Y, par exemple le syndrome de Klinefelter (47XXY). Les trisomies existent aussi chez les plantes, mais les changements morphologiques qu elles provoquent sont beaucoup moins graves que chez les animaux. Les monosomies : perte d un chromosome. Exemple le syndrome de Turner (45 X0) Quelle est l origine de ces aberrations chromosomiques? Anomalie de la méiose : non séparation des homologues en Anaphase I (cas n 1 ci-dessous) ou non séparation des chromatides en Anaphase II (cas n 2 ci-dessous), entraînant la formation de gamètes anormaux, à (n +1) ou (n -1) chromosomes. La fécondation de ces gamètes par des gamètes normaux donne des cellules-œuf à (2n + 1) ou à (2n 1) chromosomes. D après https://svtlyceedevienne.wordpress.com 4
D après https://svtlyceedevienne.wordpress.com -2- Recombinaisons entre chromosomes Livre page 27 Documents 3 et 4 La présence de séquences répétées sur un CHS peut conduire à des appariements incorrects des CHS homologues lors de la prophase I de méiose. Ces CHS subissent alors des crossing over inégaux, à l issue desquels une des chromatides présente un gain de matériel génétique et l autre une perte de matériel génétique. Ce mécanisme est à l origine des duplications de gènes. Les différentes copies peuvent accumuler des mutations au cours de l évolution et constituer ainsi des familles multigéniques. Ce processus participe à la diversification du vivant. Cf. le schéma ci-après. D après https://www.annabac.com/ 5
Bilan : Des anomalies peuvent survenir. Un crossing-over inégal aboutit parfois à une duplication de gène. Un mouvement anormal de chromosomes produit une cellule présentant un nombre inhabituel de chromosomes. Ces mécanismes, souvent sources de troubles, sont aussi parfois sources de diversification du vivant (par exemple à l'origine des familles multigéniques). Partie mutuelle Approfondissement du TP10 Approfondissement du cours Exercice type bac n 11 p. 36 du livre Exercices de génétique (feuille à part) 6