Thème : Le brassage génétique lors de la méiose
Sujet de type I : Exposé organisé des connaissances
(D'après Hong-Kong Singapour - Juin 1996)
Selon
François Jacob,"la sexualité est considérée comme
une machine à faire du différent ".
Justifier
cette affirmation en exposant les conséquences
génétiques de la méiose dans le cas où trois couples
d'allèles (Aa, Bb, Cc) sont répartis sur deux paires
de chromosomes.
La réponse
sera illustrée par des schémas.
Corrigé
:
Introduction
:
Les gamètes sont issus de la réduction chromatique (passage de 2n à n chromosomes) ; elle se produit grâce à deux divisions successives inséparables qui forment la méiose, le passage de l'état diploïde à l'état haploïde s'accompagne d'un brassage génétique important du à l'intervention de divers mécanismes.
Comment s'effectue ce brassage génétique lors de la méiose ?
Pour cela nous suivrons trois gènes avec leur allèles respectifs (Aa, Bb, Cc) portés par deux chromosomes.
I- LE
BRASSAGE INTRACHROMOSOMIQUE
Lors de la méiose, les gènes
liés peuvent être brassés par crossing over (figure
1B et
Figure 1B
: La méiose avec crossing over
Figure
Au cours de la prophase I, les
chromosomes à 2 chromatides, appariés peuvent
échanger des segments de chromatides donna ainsi
naissance, en fin de prophase I à des paires de
chromosomes ne portant plus sur leurs chromatides la
même association de gènes. Il y a moins de cellules
remaniés (figure
II- LE
BRASSAGE INTERCHROMOSOMIQUE
A- au cours de la métaphase-anaphase I
Etudions le devenir d'une cellule (ou cycle I) dont les chromosomes ont été remaniés au cours de la prophase I par le brassage intrachromosomique et qui donnent naissance à deux cellules filles (ou cythe II) (fig1)
Au moment de la métaphase I, les paires de chromosomes homologues se comportent de façon indépendante : les chromosomes homologues d'une paire se plaçant de manière totalement aléatoire de part et d'autre de l'équateur de la cellule. Lors de l'anaphase I les chromosomes homologues se séparent et s'associent aux autres chromosomes au hasard. Dans l'exemple choisi, à partir de cyte I, à chromosomes recombinés, on peut donc obtenir 4 types de cellules (ou cytes II) (fig. 1D).
Au type précédent, on peut
ajouter les
4 types de cellules issues des cellules (ou
cytes I) n'ayant pas subi le crossing-over (fig.
Donc à partir d'un seul type de spermatocytes
I ou ovocyte (figure 1A), on peut obtenir 8 types de
spermatocytes II ou d'ovocytes II (figure 1D et
B- au
cours de la deuxième division de la méiose
Ce sont les chromatides de chaque chromosome qui jouent le rôle que jouaient les chromosomes homologues lors de la première division ; leur disposition aléatoire en métaphase II (fig2) peut conduire à des associations diverses de chromosomes fils à une chromatide. Aux 8 types de gamètes issus de cellules remaniés (cytes I) (fig 1E) s'ajoutent ceux qui sont issus de cellules non remaniés (4types) (fig 2D) et qui viennent augmenter le nombre de gamète.
Donc à partir d'un seul type de cellules (ou cyte I) on obtient pour un brassage génétique des gamètes de type parental :ABC,Abc,abC ; des gamètes à des chromosomes recombinés qui n'existaient pas chez la cellule mère, présentant de nouvelles associations de gènes liés :Abc, AbC, aBc et aBC.
Conclusion :
Cet exemple simplifié montre comment naît la diversité des gamètes et donc des individus qui en sont issus grâce à 2 mécanismes impliqués dans la méiose :
- le brassage intrachromosomique caractérisé par le crossing over en prophase I ;
- le brassage interchromosomique par la séparation au hasard des chromosomes en anaphase I.
- la séparation des chromosomes en anaphase II.
