chapitre 13 La méiose et les cycles de développement sexués 283
Dans la reproduction sexuée, chaque individu reçoit
une combinaison unique de gènes provenant de ses deux
parents. Contrairement à ce qui se passe dans un clone, les
individus nés de la reproduction sexuée sont génétiquement
différents de leurs frères et sœurs et aussi de leurs parents :
ce ne sont pas des répliques exactes, mais des variations sur
un thème commun de ressemblances familiales. La variation
génétique illustrée à la figure 13.1 est l’une des conséquences
principales de la reproduction sexuée. Quel est son mécanisme ? Pour le découvrir, il faut examiner le comportement des
chromosomes pendant le cycle de la reproduction sexuée.
retour sur le ConCept 13.1
1. Comment les caractères des parents (comme la couleur des cheveux) sont-ils transmis à leurs enfants ?
2. Comment les organismes se reproduisant par voie
asexuée donnent-ils naissance à des rejetons génétiquement identiques entre eux et à leurs parents ?
3.
et sI ?
Une horticultrice cultive des orchidées
en espérant obtenir une plante qui possédera une
combinaison particulière de caractères. Après de
nombreuses années, elle réussit enfin. Pour produire
d’autres plantes comme celle qu’elle vient d’obtenir,
doit-elle la croiser avec une autre plante ou la cloner ?
Expliquez votre réponse.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
13.2
La fécondation et la méiose alternent
dans la reproduction sexuée
On appelle cycle de développement la suite d’étapes qui
se déroulent à partir du moment où un organisme est conçu
jusqu’au moment où il produit ses propres descendants – soit
la suite d’étapes constituant l’histoire reproductive d’un organisme. Dans cette section, nous suivrons le comportement
des chromosomes en prenant un exemple bien connu, celui
du cycle de développement humain. Nous nous pencherons
d’abord sur le nombre de chromosomes dans les cellules
somatiques et les gamètes chez l’humain. Nous verrons ensuite
comment le comportement des chromosomes se rattache au
cycle de développement humain et à d’autres types de cycles
de développement.
Les jeux de chromosomes
dans les cellules humaines
Chez l’humain, chaque cellule somatique renferme 46 chromosomes. Pendant la mitose, les chromosomes deviennent
suffisamment condensés pour être observés à l’aide d’un
microscope photonique. On peut alors distinguer les différents chromosomes par leur taille, par les positions de leurs
centromères et par le motif des bandes qui apparaissent
lorsqu’on leur ajoute certains colorants.
Si on observe attentivement une micrographie des 46 chromosomes humains d’une seule cellule pendant la mitose, on
constate qu’il y a deux exemplaires de chacun des 23 types.
Cela devient évident lorsqu’on les regroupe par paires et par
ordre décroissant de taille. La représentation ordonnée obtenue est appelée caryotype (figure 13.3). Les deux chromosomes qui forment une paire présentent la même longueur,
des centromères situés au même endroit et les mêmes bandes
de couleur : ce sont des chromosomes homologues et ils
portent les gènes qui déterminent les mêmes caractères héréditaires. Par exemple, si un gène déterminant la couleur des
yeux occupe un certain locus sur un chromosome donné, il y
aura aussi une version du même gène de la couleur des yeux
à un locus équivalent sur le chromosome homologue.
Dans les cellules somatiques humaines, les chromosomes
X et Y constituent une importante exception à la règle des
chromosomes homologues. La femelle de l’espèce humaine
possède une paire de chromosomes X homologues (XX), tandis
que le mâle a un chromosome X et un chromosome Y (XY).
Seules de petites portions des X et des Y sont homologues. La
plupart des gènes portés par le chromosome X n’ont pas
d’équivalent sur le chromosome Y. Ce dernier est de taille
très réduite et porte également des gènes absents du chromosome X. Parce qu’ils déterminent le sexe de l’individu, les
chromosomes X et Y sont appelés chromosomes sexuels (ou
hétérochromosomes). Les autres sont appelés autosomes.
La présence de paires de chromosomes homologues dans
chaque cellule somatique humaine découle de notre origine
sexuée. Chacun de nos parents nous transmet un chromosome de chaque paire, de sorte que les 46 chromosomes de
nos cellules somatiques proviennent en fait de deux jeux de
23 chromosomes, l’un d’origine maternelle et l’autre, paternelle. On représente le nombre de chromosomes dans un jeu
par n. Les cellules qui ont deux jeux de chromosomes sont des
cellules diploïdes, et le nombre diploïde est abrégé en 2n.
Chez l’être humain, le nombre diploïde est de 46 (2n 5 46),
soit le nombre de chromosomes dans nos cellules somatiques.
Dans une cellule, après la synthèse de l’ADN, tous les chromosomes sont répliqués et chacun est donc constitué de
deux chromatides sœurs reliées étroitement au niveau du
centromère et le long des bras. La figure 13.4 nous aide à clarifier les différents termes utilisés pour décrire les chromosomes
répliqués dans une cellule diploïde. Étudiez attentivement
cette figure afin de bien comprendre les différences entre
chromosomes homologues, chromatides sœurs, chromatides
non sœurs et jeux de chromosomes.
Contrairement aux cellules somatiques, les gamètes n’ont
qu’un seul jeu de chromosomes. De telles cellules sont des
cellules haploïdes, et chacune possède un nombre haploïde
de chromosomes ; ces cellules sont dites n (on ne met pas de
« 1 » devant le « n »). Chez l’humain, le nombre haploïde est
de 23 (n 5 23). Le jeu de 23 comprend 22 autosomes et un
seul chromosome sexuel. Chez l’œuf non fécondé, ce chromosome sexuel est un chromosome X, mais chez le spermatozoïde,
il peut s’agir d’un chromosome X ou d’un chromosome Y.
Notez que chaque espèce à reproduction sexuée a un
nombre haploïde et un nombre diploïde caractéristiques. Par
exemple, la drosophile (Drosophila melanogaster) a un nombre
diploïde (2n) de 8 et un nombre haploïde (n) de 4, alors que
Dans la reproduction sexuée, chaque individu reçoit
une combinaison unique de gènes provenant de ses deux
parents. Contrairement à ce qui se passe dans un clone, les
individus nés de la reproduction sexuée sont génétiquement
différents de leurs frères et sœurs et aussi de leurs parents :
ce ne sont pas des répliques exactes, mais des variations sur
un thème commun de ressemblances familiales. La variation
génétique illustrée à la figure 13.1 est l’une des conséquences
principales de la reproduction sexuée. Quel est son mécanisme ? Pour le découvrir, il faut examiner le comportement des
chromosomes pendant le cycle de la reproduction sexuée.
retour sur le ConCept 13.1
1. Comment les caractères des parents (comme la couleur des cheveux) sont-ils transmis à leurs enfants ?
2. Comment les organismes se reproduisant par voie
asexuée donnent-ils naissance à des rejetons génétiquement identiques entre eux et à leurs parents ?
3.
et sI ?
Une horticultrice cultive des orchidées
en espérant obtenir une plante qui possédera une
combinaison particulière de caractères. Après de
nombreuses années, elle réussit enfin. Pour produire
d’autres plantes comme celle qu’elle vient d’obtenir,
doit-elle la croiser avec une autre plante ou la cloner ?
Expliquez votre réponse.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
13.2
La fécondation et la méiose alternent
dans la reproduction sexuée
On appelle cycle de développement la suite d’étapes qui
se déroulent à partir du moment où un organisme est conçu
jusqu’au moment où il produit ses propres descendants – soit
la suite d’étapes constituant l’histoire reproductive d’un organisme. Dans cette section, nous suivrons le comportement
des chromosomes en prenant un exemple bien connu, celui
du cycle de développement humain. Nous nous pencherons
d’abord sur le nombre de chromosomes dans les cellules
somatiques et les gamètes chez l’humain. Nous verrons ensuite
comment le comportement des chromosomes se rattache au
cycle de développement humain et à d’autres types de cycles
de développement.
Les jeux de chromosomes
dans les cellules humaines
Chez l’humain, chaque cellule somatique renferme 46 chromosomes. Pendant la mitose, les chromosomes deviennent
suffisamment condensés pour être observés à l’aide d’un
microscope photonique. On peut alors distinguer les différents chromosomes par leur taille, par les positions de leurs
centromères et par le motif des bandes qui apparaissent
lorsqu’on leur ajoute certains colorants.
Si on observe attentivement une micrographie des 46 chromosomes humains d’une seule cellule pendant la mitose, on
constate qu’il y a deux exemplaires de chacun des 23 types.
Cela devient évident lorsqu’on les regroupe par paires et par
ordre décroissant de taille. La représentation ordonnée obtenue est appelée caryotype (figure 13.3). Les deux chromosomes qui forment une paire présentent la même longueur,
des centromères situés au même endroit et les mêmes bandes
de couleur : ce sont des chromosomes homologues et ils
portent les gènes qui déterminent les mêmes caractères héréditaires. Par exemple, si un gène déterminant la couleur des
yeux occupe un certain locus sur un chromosome donné, il y
aura aussi une version du même gène de la couleur des yeux
à un locus équivalent sur le chromosome homologue.
Dans les cellules somatiques humaines, les chromosomes
X et Y constituent une importante exception à la règle des
chromosomes homologues. La femelle de l’espèce humaine
possède une paire de chromosomes X homologues (XX), tandis
que le mâle a un chromosome X et un chromosome Y (XY).
Seules de petites portions des X et des Y sont homologues. La
plupart des gènes portés par le chromosome X n’ont pas
d’équivalent sur le chromosome Y. Ce dernier est de taille
très réduite et porte également des gènes absents du chromosome X. Parce qu’ils déterminent le sexe de l’individu, les
chromosomes X et Y sont appelés chromosomes sexuels (ou
hétérochromosomes). Les autres sont appelés autosomes.
La présence de paires de chromosomes homologues dans
chaque cellule somatique humaine découle de notre origine
sexuée. Chacun de nos parents nous transmet un chromosome de chaque paire, de sorte que les 46 chromosomes de
nos cellules somatiques proviennent en fait de deux jeux de
23 chromosomes, l’un d’origine maternelle et l’autre, paternelle. On représente le nombre de chromosomes dans un jeu
par n. Les cellules qui ont deux jeux de chromosomes sont des
cellules diploïdes, et le nombre diploïde est abrégé en 2n.
Chez l’être humain, le nombre diploïde est de 46 (2n 5 46),
soit le nombre de chromosomes dans nos cellules somatiques.
Dans une cellule, après la synthèse de l’ADN, tous les chromosomes sont répliqués et chacun est donc constitué de
deux chromatides sœurs reliées étroitement au niveau du
centromère et le long des bras. La figure 13.4 nous aide à clarifier les différents termes utilisés pour décrire les chromosomes
répliqués dans une cellule diploïde. Étudiez attentivement
cette figure afin de bien comprendre les différences entre
chromosomes homologues, chromatides sœurs, chromatides
non sœurs et jeux de chromosomes.
Contrairement aux cellules somatiques, les gamètes n’ont
qu’un seul jeu de chromosomes. De telles cellules sont des
cellules haploïdes, et chacune possède un nombre haploïde
de chromosomes ; ces cellules sont dites n (on ne met pas de
« 1 » devant le « n »). Chez l’humain, le nombre haploïde est
de 23 (n 5 23). Le jeu de 23 comprend 22 autosomes et un
seul chromosome sexuel. Chez l’œuf non fécondé, ce chromosome sexuel est un chromosome X, mais chez le spermatozoïde,
il peut s’agir d’un chromosome X ou d’un chromosome Y.
Notez que chaque espèce à reproduction sexuée a un
nombre haploïde et un nombre diploïde caractéristiques. Par
exemple, la drosophile (Drosophila melanogaster) a un nombre
diploïde (2n) de 8 et un nombre haploïde (n) de 4, alors que