L'origine du génotype des individus - Cours et exercices de SVT, Terminale Générale

La conservation des génomes : stabilité génétique et évolution clonale

1. La succession de mitoses à l'origine d'un clone

La division cellulaire ou mitose est le processus par lequel une cellule mère donne naissance à deux cellules filles. La mitose est un processus commun à toutes les cellules chromosomes entre les deux cellules filles issues de la division. Les caractéristiques du caryotype (nombre et morphologie des chromosomes) sont conservées. Les cellules filles possèdent les mêmes allèles pour chaque gène et donc le même programme génétique. La succession de mitoses produit un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques, que l'on appelle un clone. Ces clones sont constitués de cellules séparées, non en contact les unes avec les autres (cas de nombreuses bactéries ou de nos cellules sanguines) ou associées de façon stable et fonctionnant ensemble (cas des tissus solides ou des cellules cancéreuses).

Formation d'un clone de cellules.

Le brassage des génomes à chaque génération : la reproduction sexuée des eucaryotes

Méiose et fécondation deux mécanismes complémentaires.

La méiose est le mécanisme conduisant à la formation de cellules haploïdes, les cellules reproductrices ou gamètes contenant un chromosome de chaque paire à partir de cellules germinales diploïdes. En fin de méiose, chaque cellule sexuelle produite reçoit un gène en un seul exemplaire (un allèle de chaque gène).

Comprendre les résultats de la reproduction sexuée : principes de base de la génétique

1. Analyse génétique de croisements

Si l’on veut expliquer la diversité des phénotypes observables à l’issue de la reproduction sexuée, il faudrait pouvoir observer la distribution des chromosomes durant les méioses. Or ce n’est pas possible. Il faut donc  étudier le résultat de croisements entre deux individus afin de déterminer quels sont les génotypes des cellules sexuelles produites, et donc les mécanismes qui se sont déroulés durant la méiose. 

a. Monohybridisme et dihybridisme

On parle de monohybridisme dans le cas de la réalisation d'un croisement de deux variétés présentant des différences sur un seul caractère et de dihybridisme dans le cas de la réalisation d'un croisement de deux variétés présentant des différences sur deux caractères.

Les parents sont nommés P1 et P2, les descendants de première génération F1 et les descendants de deuxième génération F2.

S’il est précisé que les parents P1 et P2 sont de lignée pure (ou race pure) ou sauvage (c’est-à-dire qu’ils sont homozygotes), la génération F1 est uniforme à 100 % et est hétérozygote. Les caractères qui apparaissent sur le phénotype des individus de la génération F1 sont dirigés par les allèles dominants. Il est donc possible de déterminer les allèles récessifs et dominants.

Les accidents génétiques de la méiose

Des anomalies peuvent survenir au cours de la méiose.

1. Des anomalies du caryotype

En anaphase I de méiose, les chromosomes homologues de chaque paire se séparent et chacun migre vers un des pôles opposés de la cellule.
En anaphase II de méiose, les chromatides de chaque chromosome se séparent par cassure du centromère et chacune migre vers un des pôles de la cellule.
Un mouvement anormal de chromosomes durant l'une de ces deux phases produit une cellule présentant un nombre inhabituel de chromosomes. Certaines cellules sexuelles peuvent se retrouver avec deux chromosomes d’une même paire à l’issue de la méiose ou, au contraire, avec aucun des chromosomes d'une paire.

Si ces gamètes sont impliqués dans une fécondation, les trisomie ou une monosomie.
Ainsi, dans le cas de l'espèce humaine et en prenant l'exemple de la paire de chromosomes 21 : 

• si les deux gamètes possèdent chacun 23 chromosomes (un de chaque paire), le caryotype est alors rétabli : 46 chromosomes, c’est-à-dire 23 paires (46, XX ou 46, XY) ;

• si on considère le cas où un seul des gamètes résulte d’une méiose anormale, il peut être porteur de deux chromosomes 21 ou d’aucun chromosome ;

• à la suite de la fécondation, les caryotypes possibles des zygotes obtenus sont :

  •  soit 47 chromosomes, dont 3 chromosomes 21 (trisomie 21),

  •  soit 45 chromosomes, dont un seul chromosome 21 (monosomie 21).