Expliquer en quoi la méiose et la fécondation sont des sources de diversité génétique. Baser votre explication sur un exemple.
Qu'est-ce que le brassage interchromosomique ?
Pour quelles raisons la fécondation est-elle source de diversité au sein de l'espèce ?
Parmi les propositions suivantes, quelles sont les caractéristiques du phénomène de duplication des gènes ?
Quels événements ont lieu lors d'un crossing-over inégal ?
Qu'est-ce que le brassage intrachromosomique ?
La méiose et la fécondation sont les deux mécanismes à l'origine de la formation d'un nouvel individu. Chaque individu d'une espèce est unique génétiquement dès le stade cellule-œuf grâce à la succession de ces deux mécanismes. Nous étudierons d'abord les brassages génétiques comme sources de diversité, puis l'apparition de nouvelles combinaisons génétiques grâce aux crossing-over.
Lors de la méiose nous pouvons observer deux types de brassages génétiques : le brassage intrachromosomique et le brassage interchromosomique.
- Le brassage intrachromosomique a lieu en prophase de première division de méiose. Pendant cette phase, les chromosomes homologues s'apparient et on peut observer des chiasmas se former. Au niveau de ces chiasmas, les chromatides des deux chromosomes homologues vont s'échanger. C'est ce que l'on appelle un crossing-over. Il permet de former des chromatides recombinées, possédant chacun des morceaux d'ADN des deux chromosomes homologues, donc des combinaisons d'allèles différentes des chromosomes parentaux.
- Le brassage interchromosomique a lieu en anaphase de première division de méiose. Il consiste en une répartition aléatoire des chromosomes homologues vers les deux pôles de la cellule. Plus le nombre de paires de chromosomes est important, plus il a de combinaisons possibles. Par exemple pour l'espèce humaine où il y a 23 paires de chromosomes, il y a 223 combinaisons possibles, c'est-à-dire plus de huit millions. Si on combine les deux brassages génétiques qui ont lieu pendant la méiose, on obtient une potentielle infinité de gamètes.
De plus cette infinité de gamètes formés par la méiose chez un individu va rencontrer aléatoirement lors de la fécondation une infinité de gamètes produits par un autre individu. La rencontre de ces gamètes étant totalement aléatoire, la cellule-œuf formée possédera une combinaison d'allèle totalement inédite. Cela aboutira à un individu génétiquement unique, donc à une diversité génétique au sein de l'espèce.
En prophase de première division de méiose se produit des crossing-over. Ceux-ci consistent en l'échange de matériel génétique de deux chromatides d'une paire de chromosomes homologue, formant ainsi des chromatides recombinées. Dans certains cas des chromosomes peuvent subir des crossing-over inégaux qui vont aboutir à la formation de chromatides inégales (l'une avec du matériel génétique surnuméraire, l'autre avec du matériel génétique en moins.) Ce mécanisme est à l'origine de la duplication de l'ADN, la chromatide avec du matériel génétique en plus va posséder des informations génétiques en double. Ces gènes en plus vont subir au fil des générations des mutations qui aboutiront à l'existence d'un nouveau gène. Cela permettra la formation de famille multigénique (comme celle des globines par exemple), et participera ainsi à la diversification du vivant.
Schéma d'un crossing-over inégal
- Lors de la méiose, les brassages intrachromosomiques (crossing-over) et interchromosomiques (répartition aléatoire des chromosomes homologues) participent à la formation d'une infinité de gamètes pour chaque individu de l'espèce.
- La fécondation est la rencontre aléatoire de deux gamètes (dont la diversité génétique est infinie), ce qui amène à la formation d'une cellule-œuf unique génétiquement, participant à la diversité génétique de l'espèce.
- Les crossing-over inégaux conduisent à des duplications de gènes, donc à la formation de familles multigéniques. Cela participe à la diversification du vivant.