T'arrive-t-il de t'asseoir et de réfléchir à ton origine ? Non seulement tes débuts en tant qu'ovule et spermatozoïde, avant-même cela. Par exemple, la manière dont les ovules et les spermatozoïdes sont fabriqués ? Eh bien, heureusement que tu as trouvé cette explication ! Ici, tu apprendras tout sur le processus de fabrication de tous les êtres humains : la méiose !
La méiose est le processus de fabrication des cellules sexuelles, ou gamètes. La méiose se déroule en deux parties, la méiose I et la méiose II. Au cours de la méiose, deux divisions cellulaires se produisent, et les cellules filles qui en résultent ne possèdent que la moitié du nombre de chromosomes de la cellule mère.
Avant de comprendre la méiose au niveau cellulaire, voyons pourquoi la formation des gamètes est essentielle.
Les gamètes
Presque toutes les cellules de ton corps (cellules somatiques ou cellules du corps) possèdent deux jeux de chromosomes, ce qui signifie qu'elles sont diploïdes. Tes gamètes, en revanche, ne possèdent qu'un seul jeu de chaque chromosome, ce qui signifie qu'ils sont haploïdes.
Diploïde signifie que les cellules possèdent deux jeux de chromosomes, désignés par « 2n ».
Haploïde signifie que les cellules possèdent un seul jeu de chromosomes noté « n », où n = nombre de chromosomes.
Le préfixe « di- » signifie deux ou double ; pense au dioxyde de carbone ou CO2 qui possède deux atomes d'oxygène !
Te souviens-tu du nombre de chromosomes que chaque cellule humaine est censée posséder ?
Si tu as répondu 46, tu as raison En effet, chaque chromosome apparaît deux fois, donc tu peux aussi voir cela comme deux jeux de 23 chromosomes.
La reproduction sexuée humaine consiste à combiner l'ovule (le gamète femelle), et le spermatozoïde (le gamète mâle) pour obtenir un zygote. Si les deux gamètes contenaient deux jeux complets de chromosomes au moment de la fécondation, la progéniture aurait quatre jeux de chromosomes !
Au lieu de cela, après le processus de méiose, les gamètes ne contiennent que 23 chromosomes. Cela permet à la progéniture d'hériter de deux ensembles de 23 chromosomes (un ensemble provenant de chaque parent) et de se retrouver avec 46 chromosomes au total. C'est fou !
Bien que le fait d'avoir un ensemble de chromosomes supplémentaire soit dangereux pour l'homme, les plantes triploïdes avec trois jeux de chromosomes sont courantes. Les plantes triploïdes sont souvent stériles et ne peuvent pas se reproduire, mais elles peuvent être cultivées pour leurs autres propriétés, notamment pour leur taille et leur résistance aux maladies. Si tu aimes bien le pain à la banane, remercions la triploïdie, car les bananiers cultivés sont triploïdes. Les bananes triploïdes sont dépourvues de graines, contrairement à leurs ancêtres diploïdes qui contiennent des graines encombrantes et moins de chair. Voilà de quoi faire réfléchir !
La méiose : les bases
Avant d'aborder les bases de la méiose, il est préférable de revoir la structure organisationnelle de l'ADN.
L'ADN en double hélice se trouve dans le noyau et est condensé de manière ordonnée, ce qui permet de le stocker plus facilement. La chromatine est une configuration faiblement condensée de l'ADN, dans laquelle il est lié par des protéines que l'on appelle histones. La chromatine se condense en chromatide. Un chromosome est constitué de deux chromatides identiques (également appelées chromatides sœurs) attachées à un endroit appelé le centromère. Les chromosomes ayant la même séquence génétique, un provenant de chaque parent, sont dits homologues (voir la Figure 1).
Les chromosomes homologues sont les paires de chromosomes contenant les mêmes gènes ; l'un est un chromosome maternel et l'autre est un chromosome paternel.
Fig. 1 - Structure organisationnelle de l'information génétique.
Avant que la méiose ne commence, l'ADN du noyau est répliqué pendant l'interphase. Si l'ADN est répliqué durant l'interphase, le nombre de chromosomes est doublé au début de la méiose (soit 2 * 2n, le nombre diploïde, = 4n). Lors de la méiose, la cellule doit passer par deux cycles de division cellulaire afin de produire quatre cellules filles haploïdes (n). Pour cette raison, on dit que la méiose se déroule en deux parties différentes : la méiose I et la méiose II.
Les étapes de la méiose portent toutes les mêmes noms que celles de la mitose : prophase, métaphase, anaphase et télophase.
La division cellulaire
Étapes de la méiose
La méiose I
Lors la méiose I, la cellule de départ passe par quatre étapes plus la cytokinèse. Nous appelons ces étapes la prophase I, la métaphase I, l'anaphase I et la télophase I.
Durant la première étape de la méiose, la prophase I, les chromosomes homologues s'apparient dans une structure appelée complexe synaptonémal, qui est une structure protéique qui maintient les chromosomes homologues ensemble pendant un événement dit d' « enjambement ».
Un événement d'enjambement (également appelé entrecroisement, ou « crossing over » en anglais) permet aux chromatides non-sœurs (chromosomes homologues) d'échanger du matériel génétique. La structure que forment les chromosomes homologues est connue sous le nom de tétrade, composée de quatre chromatides.
Le point où se produit l'enjambement est appelé chiasma (voir la Figure 2 ci-dessous) et peut être observé au microscope.
Fig. 2 - Diagramme représentatif du processus d'enjambement.
Les chromosomes homologues s'alignent les uns à côté des autres sur la plaque de métaphase pour être séparés en métaphase I.
L'anaphase I et la télophase I sont semblables à ces étapes de la mitose. Les fibres du fuseau s'étendent pour aider à la séparation des chromosomes et à la cytokinèse, ou scission de la cellule en deux cellules filles à la fin de la méiose I. La seule différence est que les chromosomes homologues sont séparés et que les deux cellules filles ont la moitié de l'information génétique de la cellule mère (voir la Figure 3, schéma de méiose).
La méiose I désigne la partie de division réductrice de la méiose, car les chromosomes homologues sont séparés à la fin de la méiose I.
La méiose II
La méiose II comporte les étapes suivantes, comme la méiose I : prophase II, métaphase II, anaphase II, télophase II et cytokinèse.
Les chromosomes s'alignent sur la plaque de métaphase lors de la métaphase II, et les chromatides sœurs sont séparées. À la fin de la méiose II, on trouve quatre cellules filles haploïdes (n), ou gamètes (voir la Figure 3 ci-dessous).
Schéma de la méiose
Fig. 3 - Schéma général de la méiose.
Méiose, reproduction sexuée et diversité génétique
La méiose et les processus impliqués dans la reproduction sexuelle contribuent à la diversité génétique (variation) des populations de plusieurs façons. Tu trouveras ci-dessous trois façons dont ces processus améliorent la variation :
1) L'enjambement pendant la méiose
L'enjambement durant la méiose I permet aux chromosomes homologues d'échanger des informations génétiques, créant ainsi des chromosomes complètement nouveaux et génétiquement différents dans les gamètes. Chez l'homme, les chromosomes homologues échangent leurs gènes deux à trois fois en moyenne. Cela crée une grande variation dans les gamètes d'un seul individu !
2) Assortiment indépendant de chromosomes
Un autre facteur de variation dans les gamètes d'un individu est la nature du tri des chromosomes. Lors la méiose, les chromosomes sont assortis de manière aléatoire, ce qui signifie que les gamètes reçoivent des chromosomes au hasard ou sans ordre particulier. Cet assortiment aléatoire crée également une plus grande diversité dans les gamètes de chaque individu.
3) Fécondation aléatoire
La fécondation, ou la combinaison des gamètes, est également un processus aléatoire, ce qui confère une plus grande variation génétique à la descendance potentielle et donc à la diversité génétique de la population.
Méiose - Points clés
- La méiose est le processus par lequel les cellules sexuelles, ou gamètes, sont produites.
- La méiose se déroule en deux parties : la méiose I et la méiose II. À la fin de la méiose II, il existe quatre cellules filles haploïdes (n).
- L'enjambement lors la méiose est le moment où les chromosomes homologues échangent leur matériel génétique.
- L'enjambement augmente la variation génétique dans les gamètes d'un individu, ce qui permet une plus grande variation dans une population.
- La méiose I est la division de réduction, car les deux cellules filles possèdent la moitié de l'information génétique de la cellule mère.
- L'enjambement et l'assortiment indépendant créent davantage de variation parmi les gamètes d'un individu. Ces deux processus, ainsi que la fécondation aléatoire, contribuent à la diversité génétique d'une population.
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