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CHAPITRE 1 - Le brassage génétique et sa contribution de la diversité génétique 

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CHAPITRE 1 - Le brassage génétique et sa contribution de la diversité génétique 

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vendredi 8 septembre 2017

08:29

Objectif : feuille orange

La reproduction sexuée permet le maintien du caryotype de l'espèce d'une génération à l'autre grâce à la méiose qui permet de former les gamètes haploïdes été grâce à la fécondation qui réunit ces gamètes haploïdes pour former une cellule œuf diploïde ayant donc le même nombre de chromosomes que les cellules somatiques parentales. Ces deux événements que sont méioses et fécondation sont sources de diversités.

1. La méiose permet la formation des gamètes

La méiose produit des gamètes (cellules haploïdes à partir de cellules diploïdes). Chez les animaux diploïdes elles a lieu au niveau des gonades  (ovaire, testicules)

1. La méiose sur la plan chromosomique

La méiose est la succession de deux divisons cellulaires, précédé comme toutes divisions d'un doublement de la quantité d'ADN. Dans son schéma général, elle produit quatre cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde. Du fait de la réplication, les chromosomes qui entrent en méiose ont donc deux chromatides rigoureusement identiques, reliées en un point : le centromère.

Première division de méiose :

Prophase 1 : les chromosomes se condensent et deviennent visibles. Les chromosomes homologuent s'apparient et s'enchevêtrent. L'enveloppe nucléaire disparait.

Métaphase 1 : les chromosomes homologues de chaque paire se disposent de part et d'autre de la plaque équatoriale de la cellule.

Anaphase : les chromosomes homologuent de chaque pair se séparent et migrent chacun vers un des pôles de la cellules sans clivage au niveau du centromère.

Télophase : Une enveloppe nucléaire s'ébauche autour des deux lot haploïdes de chromosomes à deux chromatides; une membrane plasmique séparent les deux cellules. Cette phase est très courte car il n'ya pratiquement pas décondensation des chromosomes.

BILAN : cette division permet de passer d'une cellule à 2n chromosomes dupliqués à deux cellules à n chromosomes dupliqués.  Elle sépare les chromosomes dupliqués de chaque couple d'homologue. Chaque cellule issue de cette première division ne reçoit que l'un ou l'autre des deux chromosomes d'une même paire d'homologues. Elle contient n chromosomes différents, elle est donc haploïde.

Deuxième division de méiose:

Prophase 2 : brève car les chromosomes sont déjà individualisés.

Méta 2 : les chromosomes se disposent à la plaque équatoriale de la cellule.

Anaphase 2 : les chromatides de chaque chromosomes se séparent par clivage au niveau du centromère et migrent vers chacun des poles.

Télophase 2 : les chromosomes se décondensent, les noyaux se réorganisent et les quatre cellules se séparent après la formation d'une membrane plasmique dans chaque cellule.

BILAN : Cette deuxième division de méiose permet de passer de deux cellules à n chromosomes dupliqués à 4 chromosomes simples. Elle assure la séparation des deux chromatides de chaque chromosome. Les quatre cellules issues de cette deuxième division possède donc chacune n chromosomes à une seule chromatide. Elles sont haploïdes. En fin de compte, chaque cellule haploïde issue de la méiose, hérite au hasard d'un chromosome de chaque couple d'homologues. Les cellules ne possèdent donc qu'un seul exemplaire de chaque gène.

1. La méiose au niveau moléculaire

(ADN constitue les chromosomes or méiose caractérise par différentes poses de chromosomes)

Au niveau moléculaire, la quantité d'ADN permet de localiser les 2 divisions de méiose.

Avant la méiose le taux d'ADN double lors de l'interphase : d'une quantité d'ADN on passe à deux quantités. La première division de méiose permet un retour à une quantité d'ADN. La deuxième division de méiose aboutit à 4 cellules ayant deux fois moins d'ADN que la cellule initiale.

1. La fécondation rétablit la diploïde

La fécondation correspond à la fusion des gamètes males et femelles d'une même espèce le plus souvent et à la fusion de leur noyau donc à la mise en commun des chromosomes des deux gamètes. Elle conduit ainsi à la formation d'une cellule diploïde, la cellule œuf ou zygote, première cellule du nouvelle individu. Les paires du chromosomes homologues sont reconstitués ainsi que la quantité d'ADN

1. La méiose est le siège d'une double brassage génétique à l'origine d'une grande diversité de gamète

1. Transmission des allèles chez les diplotes (organismes chez lesquels la phase diploïde prédomine) au cours de la reproduction sexée. Étude de croisement

Photocopié

Transmission de la couleur  du poil chez la souris

On etudie la transmission des allèles au cours de la

Premier croisement : on croise deux races pures de souris. La première au poil albinos et la seconde au poil gris. En f1 (première génération), on obtient 100% de souris grises.

Caractère du gène qui s'exprime : Il existe un gène qui code pour la couleur du poil, on observe qu'il y'a un poil albinos et un poil gris DONC il y'a deux allèles, dont l'un code pour le poil albinos et l'autre pour le poil gris.

Homozygote mais différents donc ils transmettent deux allèles

Allèle Dominant/recessif donc hétérozygote car homozygote ET différents

Les souris diffères pour un caractère : la couleur du poil. Si ce caractère est codé par un gène, celui-ci est présent sous deux formes alléliques : un allèle codant pour le codage gris et  l'autre pour le pelage albinos.

Parents de lignée pure : les parents sont homozygotes pour le gène considéré

Les individus f1 sont hétérozygotes pour les gènes considérés car ils ont reçus un allèle différent de chacun des deux parents

Les F1 sont de phénotype "pelage gris" donc l'allèle codant pour le pelage gris est dominant et noté G. L'allèle codant pour le pelage albinos est noté a.

Deuxième croisement : On croise une souris f1 avec une souris albinos. Croisement de F1 avec un individu de phénotype récessif, c'est un croisement test.

Le génotype de l'individu récessif est connu, il est obligatoirement homozygote récessif pour le gène considéré. Il produit un seul type de gamète portant l'allèle récessif (a)

Le phénotype des descendants est imposé par les allèles des gamètes de f1

L'étude de la descendance d'un croisement test révèle très exactement les gamètes du f1 et dans les mêmes proportions.

Résultat du croisement : on obtient 50‰ de souris grise et 50‰ de souris albinos

On nous informe qu'on a deux races pures, donc homozygote codant pour la couleur des yeux

Chronologie :

Les drosophiles diffères pour un caractère : la couleur des yeux. Si ce caractère est codé par un gène, celui-ci est présent sous deux formes alléliques : un allèle codant pour le codage rouge vif et  l'autre pour le rouge brique.

Parents de lignée pure : les parents sont homozygotes pour le gène considéré

Les individus f1 sont hétérozygotes pour les gènes considérés car ils ont reçus un allèle différent de chacun des deux parents

Les F1 sont de phénotype "pelage gris" donc l'allèle codant pour le pelage gris est dominant et noté G. L'allèle codant pour le pelage albinos est noté a

1. Transmission de deux couples d'allèles au cours de la reproduction sexuée

Nous allons considérés chez un diploïde deux gènes, c'est deux gènes ont deux localisations possibles sur les chromosomes:

Les deux gènes sont portés par le même chromosomes

Les deux gènes sont portés par des chromosomes différents

Premier cas : les deux gènes sont portés par deux chromosomes différents : gènes indépendants

Premier croisement :

Deuxième croisement : on croise un drosophile à aile longue et corps et une drosophile à aile vestigiale et cors ébène. Ces drosophiles sont des lignées pures.On obtient en première generation F1 uniquement des drosophiles à ailes longues et corps gris clairs.

Analyse génétique : ces drosophiles diffèrent pour deux caractères : la longuer des ailes et la couleur du corps. Ces deux caractères sont codés par deux gènes différents présents sous deux formes alléliques :

Un gène codant pour la longue rdes ailes avec un allèle codant pour les ailes longues et un allèle codant pour les ailes vestigiale

Couleur du corprs avce un allèle

Parents de ligné pures (homogénéité de la f1) dont les parents sont homozygotes pour les gènes considérés

F1 hétérozygotes car ont reçu un allèle différent de chaque parent pour chaque gène.

F1 de phénotype aile longue, corps gris, l'allèle qui code pour les ailes longues et l'allèle qui code pour le corps gris sont dominants et notés respectivement vg+ et e+. L'allèle codant pour ailes courtes et l'allèle codant pour le corps ebene sont récessifs  et notés respectivement vg et e.

Deuxième croisement : on croise un individu de la F1 avec un individu vestigiales et corps ébène. On obtient 25% d'individus [vg+, e+], 25% [vg, e-], 25% [vg+, e] et 25% [vg, e+]

Donc la reproduction sexué a produit de la diversité.

Le 2ème croisement est le croisement d'F1 avec un homozygote récessif pour le gène considéré : c'est un croisement test.

Tous les gamètes du double homozygote récessif porteront les deux allèles récessifs vg et e qu'ils transmettront à la descendance. Ainsi le phénotype de la descendance sera forcément imposé par les allèles des gamètes de f1. Ce qui permet de trouver le génotype des gamètes de F1 ainsi que leur proportion.

Comment expliquer la diversité et les proportions des individus

Il faut rechercher dans la formation des gamètes de f1 car ce sont eux qui sont responsables de cette diversité.

Comportement des chromosomes au cours de la méiose permettant d'expliquer la nature et les proportion des gamètes produits par f1 responsables de la diversité observée