unité 2

Mitose



Miéose

L’INTERPHASE est la période du cycle cellulaire qui est caractérisée par un accroissement du volume cellulaire, la cellule transcrit ses gènes et les chromosomes sont dupliqués. Elle peut être subdivisée en plusieurs phases :

• la _______G1______ (de l’anglais growth ou gap), la cellule grandit et effectue les fonctions pour lesquelles elle est programmée: synthèse des protéines, etc. C'est durant cette phase que les nouvelles cellules filles grandissent jusqu'à leur taille finale.

• la ________S____ (de l'anglais synthesis, à cause de la synthèse de nouvelles molécules d’ADN), les chromosomes sont doublés par la réplication de l'ADN.

• la _______G2______, où la cellule se prépare à se diviser en deux cellules filles.

Cytocinèse (cytokinesis) :

Division du noyau. Processus par lequel le cytoplasme d'une cellule eucaryote se divise pour former deux cellules

Avec la reproduction sexuée, le zygote ou cellule primordiale du nouvel organisme provient de la fusion des deux gamètes ou cellules sexuels.  Ces gamètes, spermatozoïde ou ovule, sont des cellules spécialisées qui transmettent les caractéristiques d’une génération à la suivante.

Chaque gamète contient la moitié du nombre de chromosomes qui caractérise l’espèce et c’est grâce à un type particulier de division nucléaire appelé méiose que cette réduction se produit.

On parle de cellule diploïde lorsque le nombre de ses chromosomes est en pair (2N) et de cellule haploïde lorsque le nombre de ses chromosomes est réduit de la moitié (N) comme c’est le cas pour les gamètes.  La méiose induit une réduction du nombre de chromosomes qui passe ainsi d’une valeur diploïde à une valeur haploïde.  Une cellule humaine contient 46 chromosomes.  Ces 46 chromosomes (le nombre diploïde) représentent 23 paires de chromosomes homologues.  Les gamètes humains contiennent 23 chromosomes ; un chromosome provenant de chaque pair homologue. 

Différence entre la mitose et la méiose

 

Caractéristiques de la méiose

La méiose comporte deux divisions nucléaires à la suite desquelles naissent quatre noyaux-fils dont chacun possède un des deux types de chromosomes ayant appartenu au noyau de la cellule-mère ; chaque noyau-fils possède la moitié du nombre de chromosomes caractérisant l’espèce.

La méiose est divisée en deux parties, la méiose I et la méiose II.  Durant la méiose I, les chromosomes homologues de chaque paire se collent l’un contre l’autre à la suite d’un mécanisme encore inconnu.  Ce phénomène appelé synapsie produit des tétrades : regroupement de quatre chromatides qui demeurent ainsi durant les deux premières phases de la méiose I.  Il peut alors se produire un phénomène important qui s’appelle « crossing-over » ou l’enjambement, au cours duquel les deux chromatides d’une même paire de chromosomes homologues s’échangent des segments.  Il en résulte des chromatides porteuses de nouvelles combinaisons de gènes

Importance de la méiose

C’est grâce à la méiose que le nombre chromosomique demeure constant d’une génération à une autre.  Les deux gamètes ayant chacun la moitié de ce nombre chromosomique se fusionnent pour former le zygote qui possède le nombre chromosomique de l’espèce.

La méiose permet aussi au zygote d’avoir une combinaison génétique différente de chaque parent.  Dus à la disjonction indépendante, les chromosomes sont distribués aux gamètes selon des combinaisons diverses. Le nombre de combinaison possible est 2^N, N étant le nombre haploïde de chromosomes. Donc chez l’homme N = 23, le nombre de combinaison est 2²³ = 8 388 608 et ceci n’inclut pas les variations dues aux enjambements (crossing-over).

La reproduction sexuée, grâce à la méiose, est le moyen par lequel la variation génétique se produit.

Les mutations structurales des chromosomes

Il y a 4 types de mutations chromosomiques.  La délétion, duplication, inversion et translocation.

Délétion et duplication : un segment est enlevé où ajouter au chromosome

                            

               

La délétion et la duplication peuvent survenir à la suite de la cassure du chromosome par un virus, des produits chimiques, des radiations ou par un enjambement inégal.

L’inversion est quand un segment du chromosome se retourne tête-bêche.

La translocation c’est lorsque deux chromosomes non homologues s’échangent des fragments

Modifications numériques des chromosomes

Un organisme est dit polyploïde, lorsqu’il se caractérise par plus de deux lots de chromosomes homologues.  L’individu triploïde (3N) possède trois chromosomes de chaque type, l’individu tétraploïde (4N) en possède quatre, etc. (banane)

L’aneuploïdie correspond soit à l’absence d’un chromosome soit à la présence d’un chromosome surnuméraire. L’individu trisomique porte un chromosome de plus (2N + 1).  Si l’individu diploïde possède un chromosome de moins, on le qualifie de monosomie (2N – 1).

Le syndrome de Down demeure le cas d’aneuploïdie le plus connu chez l’homme (la trisomie 21).  La faible taille, les doigts boudinés, un fort écart entre les deux premiers orteils, une langue épaisse et fissurée, la tête arrondie et un retard mental plus ou moins grave constituent les autres caractéristiques de ce syndrome. L’individu atteint de ce syndrome possède 3 chromosomes 21, car l’ovule de la mère portait 2 chromosomes 21 au lieu d’un seul.

Pendant la méiose, les deux chromosomes ne se sont pas complètement séparés et elles sont demeurées dans la même cellule-fille ; il s’agit d’une non-disjonction. Il semble que ce problème se produise surtout chez les mères qui ont dépassé l’âge de 40 ans.

Il y a d’autres exemples d’aneuploïdie chez l’homme : le syndrome de Patau, trisomie 13 (bec-de-lièvre), le syndrome d’Edward, trisomie 18 (trouble fonctionnel des organes : survive ~ 6 mois)

Anomalie numérique des chromosomes sexuels

Ceux-ci sont causés par une aneuploïdie des chromosomes sexuels.  Si durant l’ovogenèse, l’ovule peut hériter deux chromosomes X ou n’en recevoir aucun.

Ovule sans chromosome X

Si elle est fécondée par un spermatozoïde portant X, il en résultera une fille atteinte du syndrome de Turner ; son génotype sexuel sera XO, l’O. marquant l’absence de second chromosome X.  Les principales caractéristiques sont les suivantes : ovaires non fonctionnels, absence de puberté, aucune menstruation, seins non développés, corps massif, cou bridé ; de plus il y a des troubles d’apprentissage.

Si elle est fécondée par un spermatozoïde portant Y, puisque la plupart de l’information génétique se retrouve sur le chromosome X un individu ne pourra pas se développer, car il y a un manque d’information génétique.

Ovule avec deux chromosomes X

Si elle est fécondée par un spermatozoïde portant X, il en résultera une « superfemelle » dont le génotype sera XXX.  Contrairement à ce qu’on pourrait  penser, ces femmes ne sont pas particulièrement féminines ; bien que dans certains cas, elles souffrent de trouble d’apprentissage, la plupart ne présentent aucune anomalie physique et donnent naissance à des enfants normaux.

Si elle est fécondée par un spermatozoïde portant Y, il en résultera un garçon souffrant du syndrome de Klinefelter XXY ; il aura un aspect masculin, les testicules peu développés, les seins parfois proéminents et il aura des troubles d’apprentissage.

Durant la spermatogénèse, la non-disjonction peut se produire aussi : les hommes XYY sont plus grands que la normale, souffrent d’acné persistante et possèdent une intelligence souvent normale.

Les symboles des arbres généalogiques

Tableau autosomique dominant

Cet arbre généalogique montre l’hérédité de la polydactylie, un caractère autosomique dominant. Remarque que ce caractère atteint les hétérozygotes et que, pour qu’un enfant soit atteint, il faut qu’au moins un de ses parents soit atteint. Comment sais-tu que l’individu II 2 est hétérozygote ?

Tableau autosomique récessif

Cet arbre généalogique représente la transmission de la PCU, un caractère autosomique récessif. Remarque que les enfants atteints peuvent avoir des parents non atteints et que les hétérozygotes ne sont pas touchés par le caractère. Comment sais-tu que l’individu III 1 est hétérozygote ?

Cet arbre généalogique représente la transmission de l’hémophilie, un caractère récessif lié au chromosome X, dans les familles royales européennes. Les hommes sont beaucoup plus susceptibles d’être atteints d’hémophilie que les femmes. Les femmes qui sont hétérozygotes pour la maladie (porteuses) peuvent transmettre le caractère à leurs enfants. Remarque que seuls les descendants atteints ou porteurs sont représentés dans cet arbre généalogique.