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Introduction
Chez les espèces à reproduction sexuée, chaque individu résulte de la rencontre d’un gamète mâle et d’un gamète femelle produits par ses parents. Les gamètes sont des cellules reproductrices haploïdes dont la fusion reconstitue le stock diploïde de chromosomes caractéristique de l’espèce.
La répartition des chromosomes homologues (et donc des allèles qu’ils portent) dans les cellules haploïdes à l’origine des gamètes, s’effectue lors de la méiose et aboutit au brassage de l'information génétique qui maintient la diversité du vivant.
En prenant un exemple simple, celui de trois couples d’allèles dont deux sont portés par le même chromosome (gènes liés), nous montrerons que le brassage génétique lors de la méiose comporte deux mécanismes complémentaires, le brassage interchromosomique et le brassage intrachromosomique.
I- La méiose et le brassage interchromosomique
La méiose est un ensemble de deux divisions précédé d’une seule synthèse d’ADN et intervient chez les animaux au cours de la gamétogenèse. Elle conduit à la formation de quatre cellules haploïdes à partir d’une cellule-mère diploïde.
En anaphase1: la ségrégation des chromosomes homologues et la formation des lots haploïdes se produit d'une manière aléatoire, chaque lots recevant l'un ou l'autre des chromosomes homologues d'une paire, indépendamment des autres paires
A la fin de l'anaphase1, chaque cellule fille contient un lot haploïde des chromosomes, certains d'origine paternelle et d'autres d'origine maternelle. Plusieurs combinaisons (2n) pouvant être réalisées , un individu peut ainsi produire 2n types de gamètes génétiquement différents (soit 223 pour l'espèce humaine).
Ce premier mécanisme de brassage interchromosomique lié à la ségrégation indépendante des chromosomes s'accompagne d'un autre mécanisme assurant un brassage intrachromosomique.
II- Le brassage intrachromosomique
Lors de la prophase I de la méiose, lorsque se forment les bivalents, les quatre chromatides de chaque bivalent (" tétrades ") sont étroitement accolées et entremêlées. Il peut alors se produire des échanges de segments homologues entre elles, au niveau de chiasmas, conduisant à la formation de chromatides portant une combinaison d’allèles différente de celles des chromosomes des parents (chromosome recombiné).
La fréquence de ces échanges (appelés aussi " crossing-over ") dépend de la position des locus sur le chromosome : plus ils sont éloignés, plus la probabilité d’échanges est importante.
Conclusion
La méiose constitue donc un mécanisme générateur de diversité en raison du brassage génétique réalisé par un double mécanisme : brassage interchromosomique lors de la ségrégation indépendante des chromosomes et brassage intrachromosomique réalisé par les crossing-over. Au cours de ce brassage, les allèles venant des parents sont redistribués conduisant à de nouvelles combinaisons alléliques dans les gamètes.
REMARQUE: rôle de la fécondation.
Le hasard fait qu'au moment de la fécondation, parmi les 2n gamètes génétiquement différents produit par un individu, tel gamète mâle féconde tel gamète femelle, qui lui aussi posséde une combinaison génétique qui ne que l'une parmi 2npossibilités. Chez l'espèce humaine on aura 223 * 223 soit 246 combinaisons possibles. Autrement dit qu'un individu qui vient au monde n'avait qu'une chance sur 246 d'être parmi nous je vous laisse la peine de faire le calcule.....
La fécondation renforce donc la diversité due à la méïose.
Ainsi tout en assurant la transmission de l'information génétique d'une génération à l'autre, la reproduction sexuée, par le biais de la méïose et de la fécondation, crée sans cesse de nouvelles combinaisons des gènes, c'est pourquoi André Langaney a dit Qui fait un œuf fait du neuf.
EXERCICE D'APPLICATION
"La diversité est l'une des grandes règles du jeu biologique. Au fil des générations, ces gènes qui forment le patrimoine de l'espèce s'unissent et se séparent pour produire ces combinaisons chaque fois éphémères et chaque fois différentes que sont les individus."
Le jeu des possibles, François Jacob, 1981.
Vous illustrerez ces propos concernant la diversité des individus grâce à un texte et des schémas correctement annotés, en prenant l'exemple d'une cellule à 2n = 4 dont on étudie trois gènes.
L'exposé sera illustré par des schémas montrant l'évolution de la distribution de 3 couples d'allèles Aa, Bb, Ee, dont deux sont liés.
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