Brassages génétiques et méiose : cours de Terminale spécialité SVT

Deux frères ou deux sœurs ont les mêmes parents, et pourtant ils ne sont pas des copies l'un de l'autre. Pour comprendre cela, il faut regarder ce qui se passe quand l'organisme fabrique ses gamètes (les cellules sexuelles) et quand ces gamètes se rencontrent lors de la fécondation.

Les eucaryotes connaissent deux types de divisions cellulaires, qui n'ont pas le même rôle. La mitose touche les cellules somatiques et fournit des cellules identiques à la cellule mère. La méiose, elle, aboutit à la production de gamètes pour la reproduction. ³ Mais la méiose ne se contente pas de diviser : elle mélange aussi les gènes, ce qu'on appelle le brassage génétique. ³

Ce chapitre prolonge ce que tu sais de la division cellulaire et de l'ADN. Il prépare les chapitres suivants sur la diversification des génomes et l'évolution des populations. Le programme prévoit l'étude des brassages inter et intrachromosomique en classe de terminale. ²

Un chromosome peut être « simple » (une chromatide) ou « double » (deux chromatides identiques, issues de la duplication de l'ADN). Le matériel génétique se duplique pendant l'interphase. ³ C'est cette duplication qui prépare les divisions.

Les deux divisions ne servent pas les mêmes fonctions : la mitose accompagne la multiplication asexuée, tandis que la méiose intervient dans la reproduction. ³ Presque toutes les cellules sont capables d'une mitose ; la méiose, elle, est réservée aux cellules des organes reproducteurs chez les espèces diploïdes. ³ Une mitose se termine avec deux cellules génétiquement identiques ; une méiose se termine avec quatre cellules qui ne sont pas forcément identiques entre elles. ³

La méiose regroupe deux divisions cellulaires qui se suivent et ne se dissocient pas. ³ La cellule partage son patrimoine génétique en deux afin de ne transmettre que la moitié à chaque cellule fille. ³ Il faut donc suivre deux divisions, et bien distinguer ce qui se sépare dans chacune.

Voici le mécanisme. À la métaphase I, les chromosomes s'alignent de façon aléatoire de part et d'autre du plan équatorial de la cellule. ³ Ensuite, à l'anaphase I, chaque chromosome d'une paire part vers un pôle, sans que cela change le sens de départ des chromosomes des autres paires. ³ Chaque cellule fille reçoit ainsi une combinaison de chromosomes, donc de gènes, qui diffère de celle de la cellule initiale. ³

Cet échange a lieu pendant la prophase I, donc avant que les chromosomes homologues soient séparés. ³ Il est provoqué par un complexe multi-enzymatique appelé module de recombinaison. ³ Les chromatides recombinées se distinguent des chromatides d'origine : on parle de brassage intrachromosomique. ³

Le crossing-over participe à la diversité génétique des gamètes fabriqués par un seul et même individu. ⁴

Le brassage s'opère à deux échelles : à l'intérieur de chaque individu, puis au moment de la reproduction. ⁴ Après la méiose, il faut encore que deux gamètes se rencontrent.

Chez les eucaryotes, le brassage intervient pendant la reproduction sexuée : pour chaque gène, le nouvel individu reçoit un des deux allèles d'un premier parent, tiré au hasard, et un des deux allèles de l'autre parent. ⁴ La fécondation n'est donc pas un simple assemblage : c'est une rencontre au hasard parmi des gamètes déjà très variés. ³

Issus d'une même cellule, les gamètes fabriqués par la méiose ne sont pourtant pas identiques. Cette différence joue un rôle majeur dans l'évolution des espèces et dans leur diversité génétique. ³

À l'inverse, un clone est issu d'une multiplication asexuée par mitose : les cellules obtenues sont identiques à la cellule mère et conservent l'information génétique. ³ Sans méiose ni fécondation, il n'y a pas de brassage de ce type.

On peut aussi parler de brassage génétique à l'échelle d'une population : le terme désigne alors l'ensemble des recombinaisons qui s'y produisent, génération après génération. ⁴ C'est cette diversité qui servira de matière première dans les chapitres suivants, quand on étudiera l'évolution des génomes au sein des populations.