Chapitre 1 : Brassage génétique et diversité

## Quelques rappels

* **Cellules somatiques** **:** toutes les cellules du corps exceptées les cellules germinales.

* **Cellules germinales** **:** cellules reproductrices = les **gamètes** (**spermatozoïdes** pour les hommes et **ovules** pour les femmes).

* **Autosomes** **:** chromosomes non sexuels.
* **Gonosomes** **:** chromosomes sexuels.
* **Chromosomes homologues** **:** chromosomes d'une même paire.

* **Cellule diploïde** **:** cellule dont les chromosomes sont 2 par paires.
* **Cellule haploïde** **:** cellule dont les chromosomes sont 1 par paires.

* Le nombre de paires de chromosomes est caractéristique d'une espèce donnée.

## I. La formation des gamètes

**Méiose** **:** division concernant les cellules germinales permettant la formation de 4 cellules haploïdes (les **gamètes**) à partir d'une cellule diploïde.

### Déroulement de la méiose

Avant la méiose, la cellule-mère subit la réplication semi-conservative de l'ADN. Les chromosomes sont **doubles**.

#### 1ère division de méiose : la **division réductionnelle**

* **Prophase 1**
	+ Disparition de l'enveloppe nucléaire
	+ Condensation de l'ADN -> apparition des chromosomes
	+ Appariement des chromosomes homologues pour former des **bivalents** *(= 2 chromosomes d'une même paire qui sont chevauchés)* (zones de croisement des chromatides)
* **Métaphase 1**
	+ Migration des bivalents au niveau du plan équatorial de la cellule
	+ Mise en place du fuseau de division cellulaire reliant chaque chromosome homologue d'un bivalent à un pôle opposé de la cellule
* **Anaphase 1**
	+ Rétractation du fuseau de division cellulaire qui entraîne la **disjonction** *(= séparation)* des chromosomes homologues. Un chromosome de chaque paire est attiré vers un pôle opposé de la cellule.
* **Télophase 1**
	+ Étranglement de la cellule au niveau du plan équatorial, aboutissant à la formation de 2 cellules possédant chacune 1 chromosome double par paire => 2 cellules **haploïdes** avec des chromosomes **doubles**.

Suite à la télophase 1, il y a 2 possibilités :

* les cellules passent directement à la 2ème division de méiose --> l'ADN ne se décondense pas --> la fin de la télophase correspond à la prophase 2.
* les cellules rentrent en interphase, mais sans subir de réplication semi-conservative de l'ADN (car les chromosomes sont déjà doubles) --> l'ADN se décondense en chromatine et cet ADN se recondensera en chromosomes lorsque les cellules subiront ultérieurement la 2ème division de méiose.

#### 2ème division de la méiose : la **division équationnelle**

* **Prophase 2**
* **Métaphase 2**
	+ Alignement des chromosomes au niveau du plan équatorial de la cellule. Chaque chromatide de chaque chromosome est reliée à un pôle opposé de la cellule par le fuseau de division cellulaire

* **Anaphase 2**
	+ Rétractation du fuseau de division cellulaire entraînant la cassure des chromosomes au niveau de leur centromère, puis la disjonction des chromatides de chaque chromosome vers les pôles opposés de la cellule

* **Télophase 2**
	+ Étranglement de la cellule au niveau du plan équatorial, aboutissant à la formation de 2 cellules. Or, 2 cellules subissent en parallèle la division équationnelle --> au final, on obtient 4 cellules **haploïdes** à chromosomes **simples** = les **gamètes**

## II. La diversité de production des gamètes

### Quelques définitions

* **Homozygote** pour un gène **:** l'individu possède les 2 mêmes allèles pour ce gène
* **Hétérozygote** pour un gène**:** l'individu possède 2 allèles différents pour ce gène
* **Lignée pure** **:** l'individu est homozygote
* **Allèle dominant** **:** il s'exprime s'il est le seul présent (l'individu est homozygote), et il s'exprime également s'il est en présence d'un allèle récessif (l'individu est hétérozygote)
* **Allèle récessif** **:** pour que cet allèle s'exprime, il faut qu'il soit le seul présent dans le phénotype (l'individu est homozygote)
* **Allèle codominant** *(ce cas ne sera pas particulièrement vu en détail en Terminale)* **:** chez un individu qui porte deux allèles différents d'un gène (hétérozygote), les deux s'expriment à la fois pour générer un phénotype intermédiaire

### Brassage interchromosomique

* *Pour quel type de gènes ?*
	+ Les **gènes indépendants**, c'est-à-dire les gènes qui ne se trouvent pas sur le même chromosome
* *En quoi cela consiste ?*
	+ Lors de l'**anaphase 1** de la méiose : disjonction aléatoire des chromosomes homologues
* *Conséquence ?*
	+ 4 phénotypes (2 phénotypes parentaux + 2 phénotypes recombinés) **équiprobables** (25 % de probabilité pour chaque) : 4 types de gamètes équiprobables dans le cas d'un individu hétérozygote pour 2 gènes

### Brassage intrachromosomique

* *Pour quel type de gènes ?*
	+ Les **gènes liés**, c'est-à-dire les gènes qui se trouvent sur le même chromosome
* *En quoi cela consiste ?*
	+ Lors de la **prophase 1** de la méiose : échanges de fragments de chromatides et par conséquent d'allèles = **crossing-over**. Ce phénomène n'a pas lieu systématiquement.
* *Conséquence ?*
	+ 4 phénotypes dans des proportions différentes :
		- **2 phénotypes parentaux en forte proportion**
		- **2 phénotypes recombinés en faible proportion**

## III. La fécondation

**Fécondation** **:** rencontre entre 2 gamètes. La fécondation est un phénomène aléatoire => amplifie le brassage de la méiose => source de diversité.

### Déroulement de la fécondation

1. Fusion entre les membranes plasmiques des 2 gamètes pour former une cellule unique : la **cellule-œuf** ou le **zygote**.
2. Fusion entre les noyaux du gamète mâle et du gamète femelle = la **caryogamie** (et par conséquent la mise en commun des chromosomes).

## IV. Les anomalies lors de la méiose et leurs conséquences

**Monosomie** **:** 1 chromosome dans une paire, au lieu de 2 chromosomes. Elle concerne uniquement les **cellules diploïdes**.

**Trisomie** **:** 3 chromosomes dans une paire, au lieu de 2 chromosomes. Elle concerne uniquement les **cellules diploïdes**.

### Crossing-over inégal, source de diversité

Le crossing-over inégal est une **erreur** de la méiose. Ce phénomène a un impact à l'échelle de l'évolution, c'est-à-dire en milliers voire millions d'années.

* *En quoi cela consiste ?*
	+ Lors de la **prophase** **1** de la méiose : des appariements entre chromosomes homologues sont déséquilibrés et entraînent un échange non équitable entre les fragments de chromatides au niveau des chiasmas.
* *Conséquence ?*
	+ Gain par un des 2 chromosomes homologues d'une 2ème copie d'un gène déjà possédé = **Réplication de ce gène**