Diversité génétique : méiose et fécondation
Diversité génétique : méiose et fécondation
On s'intéresse à la diversité des génotypes des descendants de deux parents.
On considérera deux couples d'allèles 
et 
situés sur deux paires différentes de chromosomes. Les deux parents sont hétérozygotes 
.
Montrez comment le brassage génétique au cours de la méiose et de la fécondation permet d'obtenir une diversité des génotypes des descendants du couple.
Votre réponse inclura une introduction, un développement structuré et une conclusion. Un schéma de cellules illustrant le brassage interchromosomique lors de la formation des gamètes et un tableau de croisement sont attendus.
LES CLÉS DU SUJET
Comprendre le sujet
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Il ne s'agit pas de décrire de façon exhaustive la méiose et la fécondation mais de cibler sur les aspects de ces deux phénomènes qui assurent un brassage génétique et, par là, la diversité des descendants du couple.
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Le support servant de base à l'exposé est imposé : il s'agit de deux gènes pour lesquels les individus sont hétérozygotes et qui sont situés sur deux paires différentes de chromosomes. Il ne faut donc pas envisager le brassage intrachromosomique (crossing-over) et se limiter au brassage interchromosomique, comme il est précisé dans le libellé du sujet.
Mobiliser ses connaissances
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Le brassage interchromosomique est dû à la migration indépendante des chromosomes homologues de chaque paire lors de l'anaphase de la première division. La variabilité génétique est accrue par la réunion au hasard des gamètes lors de la fécondation.
Introduction
Les modes de reproduction sexuée sont divers mais on retrouve toujours les phénomènes fondamentaux : méiose et fécondation. Ces phénomènes assurent la conservation, la permanence du caryotype de génération en génération mais font également que les individus d'une génération sont différents de leurs parents et les uns des autres.
Nous allons envisager les caractéristiques de la méiose puis de la fécondation à l'origine de la diversité des génotypes et phénotypes des descendants d'un couple. On envisagera seulement le cas de deux gènes situés sur deux chromosomes différents et pour lesquels les parents sont hétérozygotes (figure 1).
Figure 1
A. Méiose et brassage interchromosomique
Il concerne deux gènes situés sur deux chromosomes différents ; il est dû au comportement indépendant des paires de chromosomes homologues durant la métaphase-anaphase de la première division de la méiose. Les chromosomes d'une paire se placent de manière aléatoire de part et d'autre de l'équateur de la cellule et de façon indépendante par rapport à l'autre paire.
En considérant les résultats de plusieurs méioses, et en ne considérant que ces deux paires de chromosomes, chaque parent produit quatre types de gamètes génétiquement différents par suite du brassage interchromo-somique :
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50 % de gamètes parentaux, AB et ab ;
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50 % de gamètes recombinés, Ab et aB (figure 2).
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En foncé : les chromosomes d'origine paternelle. En clair : les chromosomes d'origine maternelle, chez l'individu qui produit les gamètes.
Figure 2. Les quatre types de gamètes produits par le brassage interchromosomique.
B. Fécondation et rétablissement de la diploïdie
Au cours de la fécondation, il y a rétablissement de la diploïdie par suite de la réunion, au sein du noyau de l'œuf ou zygote, des chromosomes de chaque gamète. La rencontre des gamètes se faisant au hasard, chaque type de gamète mâle est susceptible de s'unir à chacun des types de gamètes femelles ainsi que le montre l'échiquier de croisement (figure 3) qui indique qualitativement tous les génotypes possibles.
Neuf génotypes sont possibles dont celui des parents A//a, B//b. Les descendants peuvent donc posséder un de ces neuf génotypes.
Figure 3
Conclusion
Dans l'exemple choisi, les parents sont hétérozygotes donc possèdent deux allèles différents de chaque gène. C'est d'abord cela qui permet le brassage génétique. Si les deux parents avaient le même génotype et étaient homozygotes, il n'y aurait pas de brassage génétique.
Suite au brassage interchromosomique au cours de la méiose, chacun des parents produit des gamètes ayant quatre génotypes possibles ; à la suite de la fécondation, les descendants ont un des neuf génotypes possibles.
La fécondation amplifie donc le brassage génétique dû à la méiose : un génotype parental donne, dans l'exemple choisi, quatre génotypes de gamètes par la méiose et neuf génotypes possibles par la fécondation.
Le brassage interchromosomique est en réalité dans l'espèce humaine beaucoup plus élevé. La diversité des gamètes est de 22 dans l'exemple considéré ; elle serait de 223 si l'on considère le nombre de paires de chromosomes humains.
En réalité, ce brassage interchromosomique est précédé d'un brassage intrachromosomique qui fait que le nombre de gamètes possibles est encore plus important et que chaque individu est unique.
