2ème Année Bac BIOF SVT

Transfert de l’information génétique au cours de la reproduction sexuée

Transfert de l’information génétique au cours de la reproduction sexuée

I. Le caryotype (Carte chromosomique)

★ Définition

Le caryotype est l'ensemble des chromosomes métaphasiques d'une seule cellule, organisés en fonction de leurs aspects, leurs tailles et la position de leurs centromères dans un ordre décroissant.

  • Si les chromosomes sont identiques deux à deux (chromosomes homologues), alors la cellule est diploïde et sa formule chromosomique est \(2n\). Exemple : Cellules somatiques normales.
  • Si les chromosomes sont différents entre eux, la cellule est haploïde et sa formule chromosomique est \(n\). Exemple : Cellules germinales (reproductrices ou gamètes).

★ Caryotype humain

Chez l'Homme, on distingue deux types de chromosomes : les autosomes (A) ou chromosomes non sexuels, au nombre de 44, et les gonosomes ou chromosomes sexuels au nombre de 2.

La formule chromosomique du caryotype humain est :

  • Chez le mâle humain : \(2n = 46 = 44A + XY\). Ses gamètes mâles ou spermatozoïdes : \(n = 22A + X\) et \(n = 22A + Y\).
  • Chez la femelle humaine : \(2n = 46 = 44A + XX\). Ses gamètes femelles ou ovules : \(n = 22A + X\).
Transfert de l’information génétique au cours de la reproduction sexuée
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★ Caryotype de la drosophile

  • Chez le mâle : \(2n = 8 = 6A + XY\)
  • Chez la femelle : \(2n = 8 = 6A + XX\)
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II. Méiose et diversité génétique

Pendant le cycle de vie (ou cycle de développement) de tout organisme, la reproduction sexuée alterne deux phénomènes :

  • La méiose caractérisée par la réduction chromatique \((2n \rightarrow n)\) ;
  • La fécondation caractérisée par la caryogamie (Fusion des noyaux) \((n \rightarrow 2n)\).
★ Définition : La méiose est la succession de deux divisions cellulaires précédée d'une seule réplication d'ADN (interphase). Elle comprend une première division réductionnelle (DR) \((2n \rightarrow n)\) et une deuxième division équationnelle (DE) \((n \rightarrow n)\). La méiose produit 4 cellules filles haploïdes \((n)\) à partir d'une seule cellule mère diploïde \((2n)\).
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★ Rôle de la méiose

  • La méiose produit des cellules reproductrices ou gamètes (gamétogenèse) et parfois des spores.
  • Les cellules haploïdes sont différentes car la méiose permet le brassage génétique (= recombinaison génétique), source de diversité génétique donc de polymorphisme.

★ Étapes de la méiose

Préparation (Interphase)

  • G1 : Membrane nucléaire et nucléoles visibles ; Nucléofilament simple ; Centrioles simples.
  • S : Réplication de l'ADN ; Nucléofilament avec yeux de réplication ; Duplication des centrioles.
  • G2 : Membrane nucléaire et nucléoles ; Nucléofilament dupliqué ; Centrioles dupliqués.


Division I & II

  • P-I : Individualisation des chromosomes ; Tétrades (chiasmas/chromosomes homologues).
  • M-I : Fuseau achromatique ; Plaque équatoriale ; Chromosomes de part et d'autre du plan.
  • A-I : Migration polaire des chromosomes (sans clivage des centromères).
  • T-I : Deux cellules filles (deux noyaux) ; Chromosomes à deux chromatides.
  • P-II : Chromosomes individualisés (non appariés).
  • M-II : Plaque équatoriale avec chromosomes.
  • A-II : Migration polaire avec clivage des centromères.
  • T-II : Quatre cellules filles (4 noyaux) ; Chromosomes à une chromatide.
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★ Les différents types de brassage génétique méiotique

1. Brassage Intrachromosomique

Pendant la prophase I : Présence de tétrades donc de chiasmas entre chromatides des chromosomes homologues → crossing-over (= enjambement) (Échange de segments de chromatides entre chromosomes homologues) → Recombinaison intrachromosomique → Formation de cellules types recombinées → Diversité génétique.

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2. Brassage Interchromosomique

Pendant l'anaphase I : Migration (répartition) aléatoire des chromosomes → ségrégation indépendante des chromosomes → Recombinaison interchromosomique → Formation de cellules types recombinées → Diversité génétique.

NB : On peut observer un brassage interchromosomique à l'anaphase II s'il est précédé d'un crossing-over en PI.

III. Fécondation et diversité génétique

★ Définition

C'est l'union de deux gamètes \((n)\) mâle et femelle pour donner une cellule-œuf ou zygote \((2n)\). La fusion des deux noyaux mâle et femelle s'appelle caryogamie alors que la fusion des deux cytoplasmes s'appelle plasmogamie.

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★ Rôle de la fécondation

  • Pendant la fécondation se détermine le sexe en fonction du type de chromosomes sexuels (XX ou XY) ;
  • La fécondation donne des zygotes différents par brassage interchromosomique donc il y a une recombinaison génétique source de diversité génétique (polymorphisme).
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★ L'alternance de la méiose et de la fécondation entraîne :
  • Une conservation du nombre de chromosomes = constance du caryotype car si la méiose réduit la formule chromosomique \((2n \rightarrow n)\), la fécondation rétablit la diploïdie \((n \rightarrow 2n)\) ;
  • Une diversité génétique = recombinaison génétique car il y a brassage de l'information génétique pendant la méiose et la fécondation.