Les chromosomes : cours de 3e (SVT)

Chaque cellule de ton corps contient une information qui décrit la manière dont ton organisme se construit et fonctionne. Cette information est appelée information génétique. Elle n'est pas répandue au hasard dans la cellule : elle est rangée dans des structures précises, les chromosomes. Dans ce cours, tu vas voir de quoi ils sont faits, où on les trouve, comment on les observe, et pourquoi leur nombre reste le même de génération en génération.

Tu as déjà vu que la cellule possède un noyau et que l'ADN est la molécule qui contient l'information génétique. Les chromosomes font le lien entre ces deux notions : ce sont les « paquets » dans lesquels l'ADN est organisé.

Le programme de 3e retient surtout l'idée essentielle : le chromosome est constitué d'ADN et c'est le support de l'information génétique.¹ Le mot vient du grec et signifie « corps coloré ».⁴

Dans les cellules à noyau, comme les cellules humaines, les chromosomes se trouvent dans le noyau.⁴ C'est donc là qu'il faut regarder pour les trouver, et non dans le cytoplasme.

Une question revient souvent : pourquoi ne voit-on pas les chromosomes dans toutes les photos de cellules ? La réponse tient à leur aspect au cours de la vie de la cellule.

Entre deux divisions, les molécules d'ADN qui forment les chromosomes ne sont pas visibles individuellement. L'ADN, l'ARN et les protéines constituent alors un amas sans structure précise, la chromatine.⁴ Quand la cellule se prépare à se diviser, l'ADN se condense progressivement.⁴ Il prend, au stade appelé métaphase, une apparence caractéristique : un double bâtonnet dont les deux parties sont liées au niveau du centromère, ce qui donne une forme de X.⁴

Cette forme en X ne correspond pas à un seul bâtonnet mais à deux. Chaque bâtonnet est une chromatide, qui contient une seule molécule d'ADN.⁴ Chez l'être humain, avant et pendant la métaphase, le chromosome est constitué de deux chromatides ; après la métaphase, il n'en a plus qu'une.⁴ Quand tu vois un chromosome en X sur un schéma, tu observes donc un chromosome à deux chromatides.

Pour étudier les chromosomes d'une personne, on les observe au moment de la division de ses cellules, puis on les présente de façon ordonnée. Cette présentation s'appelle un caryotype.

Le mot homologue désigne chaque chromosome d'une paire par rapport à l'autre. Dans une paire, les deux chromosomes portent les mêmes gènes, mais pas forcément les mêmes allèles.¹ Nous reviendrons sur cette nuance plus loin dans ce cours.

Dans l'espèce humaine, les chromosomes forment 23 paires.⁵ Comme chaque paire contient deux chromosomes, une cellule ordinaire de l'organisme en contient $2 \times 23 = 46$. En l'absence d'anomalie, ce nombre est le même chez une femme et chez un homme.

Parmi les 23 paires, une paire est particulière : celle des chromosomes sexuels, aussi appelés gonosomes.⁵ Ils sont de deux types, le chromosome X et le chromosome Y.⁵ Les autres chromosomes, non sexuels, sont les autosomes.⁵

Le chromosome Y contient des gènes qui provoquent le développement des testicules et déterminent ainsi le sexe masculin.⁵ C'est pour cela qu'on dit que les chromosomes déterminent le sexe d'un individu. Cette affirmation est vraie pour la paire sexuelle seulement : les 22 autres paires ne déterminent pas le sexe.

Le chromosome Y n'a pas une forme de Y comme on pourrait le croire. Il a la même forme que les autres chromosomes, et son nom vient simplement de ce qu'il suit X dans l'alphabet.⁵

Un caractère héréditaire, comme la couleur des yeux ou le groupe sanguin, est gouverné par l'information génétique portée par les chromosomes.² Chaque chromosome porte un grand nombre de gènes.

Dans une paire, les deux chromosomes portent les mêmes gènes, mais pas forcément les mêmes versions de ces gènes. Ces versions s'appellent des allèles.¹ Une personne est donc génétiquement « mélangée » : pour un même gène, elle peut avoir hérité d'un allèle de chaque parent.

Le programme de 3e introduit aussi la notion de dominance et de récessivité, au niveau des cellules et au niveau de l'organisme.¹ Elle décrit ce qui se passe quand les deux allèles d'un gène sont différents : l'un peut s'exprimer, l'autre rester masqué. Tu l'approfondiras dans le chapitre sur la génétique et l'hérédité.

Si un spermatozoïde et un ovule avaient chacun 46 chromosomes, l'œuf issu de leur union en aurait 92, puis les générations suivantes 184, et ainsi de suite. Or le nombre de chromosomes d'une espèce reste stable. L'explication tient à la façon dont sont fabriquées les cellules reproductrices.

Dans l'espèce humaine, la fécondation est la réunion d'une cellule reproductrice mâle et d'une cellule reproductrice femelle.² Une cellule reproductrice humaine contient un chromosome de chaque paire, donc 23 chromosomes. La fécondation en réunit deux : $23 + 23 = 46$. L'œuf retrouve les 46 chromosomes, c'est-à-dire 23 paires.

Chaque paire de l'enfant est formée d'un chromosome venu de la mère et d'un chromosome venu du père. C'est pourquoi un enfant ressemble à ses deux parents sans être identique à l'un ou à l'autre.

Un même individu produit des cellules reproductrices qui ne sont pas toutes identiques. En effet, quand les paires se séparent, chaque chromosome d'une paire part dans l'une ou l'autre des cellules reproductrices, au hasard.¹ On parle de brassage chromosomique pour désigner ce mélange des chromosomes, et de méiose pour la division particulière qui produit les cellules reproductrices.

À ces possibilités s'ajoute le hasard de la rencontre entre deux cellules reproductrices lors de la fécondation. Tout cela conduit à une conclusion importante du programme : chaque individu issu de la reproduction sexuée est unique.¹ Un frère et une sœur n'ont donc pas exactement la même information génétique.

Deux idées sont à distinguer : la stabilité du nombre de chromosomes, assurée par la séparation puis la reconstitution des paires, et la diversité des individus, assurée par le hasard de la répartition et de la rencontre des cellules reproductrices.