chapitre 13 La méiose et les cycles de développement sexués 291
comparaison entre la mitose et la méiose
La figure 13.9 résume les différences essentielles entre la
méiose et la mitose dans les cellules diploïdes. Fondamentalement, la méiose réduit le nombre de jeux de chromosomes
de deux (diploïde) à un (haploïde). Pendant la mitose, par
contre, le nombre de chromosomes reste le même. Par conséquent, la méiose donne des cellules génétiquement différentes de la cellule mère et aussi entre elles, tandis que la mitose
produit des cellules filles génétiquement identiques à leur
cellule mère et aussi entre elles.
Trois événements caractéristiques de la méiose surviennent
pendant la méiose I :
1. La synapsis et l’enjambement. Pendant la prophase I
de la méiose, les chromosomes homologues répliqués
s’apparient et la formation du complexe synaptonémal
entre eux les retient pendant la synapsis. L’enjambement se déroule également durant la prophase I. Pendant la mitose, il ne se produit normalement ni synapsis
ni enjambement.
2. Les paires de chromosomes homologues sur la
plaque équatoriale. À la métaphase I de la méiose,
ce sont les paires de chromosomes homologues qui se
placent sur la plaque équatoriale et non les chromosomes
individuels, comme lors de la métaphase de la mitose.
3. La séparation des chromosomes homologues. À
l’anaphase I de la méiose, les chromosomes répliqués de
chaque paire homologue migrent vers des pôles opposés,
mais les chromatides sœurs de chaque chromosome répliqué restent liées. À l’anaphase de la mitose, au contraire,
les chromatides sœurs se séparent.
Comment les chromatides sœurs restent-elles liées durant
la méiose I, tandis qu’elles se séparent l’une de l’autre au cours
de la méiose II et de la mitose ? Les chromatides sœurs sont
liées sur toute leur longueur par des complexes protéiniques
appelés cohésines. Dans la mitose, cet attachement cesse à la
fin de la métaphase, lorsque des enzymes coupent les cohésines.
Les chromatides sœurs deviennent alors libres de se déplacer
vers les pôles opposés de la cellule. Dans la méiose, la disparition de la cohésion des chromatides sœurs se produit en deux
étapes : elle commence au début de l’anaphase I et reprend à
l’anaphase II. Dans la métaphase I, les chromosomes homologues sont retenus ensemble par la cohésion entre les bras
des chromatides sœurs dans les régions distales par rapport
au chiasma, là où des segments de chromatides sœurs appartiennent alors à des chromosomes différents. Comme le
montre la figure 13.8, la formation d’un chiasma résulte de la
combinaison de l’enjambement et de la cohésion des chromatides sœurs le long de leurs bras. Les chiasmas retiennent
les chromosomes homologues ensemble pendant que le fuseau
de division se forme pour la première division méiotique. Au
début de l’anaphase I, la disparition de la cohésion le long
des bras des chromatides sœurs permet aux chromosomes
homologues de s’éloigner. À l’anaphase II, la disparition de la
cohésion au niveau des centromères permet aux chromatides
de se séparer complètement. Par conséquent, la cohésion des
chromatides sœurs et l’enjambement jouent conjointement
un rôle essentiel dans l’alignement des chromosomes par paires
homologues à la métaphase I.
La méiose I est appelée division réductionnelle parce qu’elle
diminue de moitié le nombre de jeux de chromosomes par
cellule, soit une réduction de deux jeux (l’état diploïde) à un jeu
(l’état haploïde). Au cours de la seconde division méiotique, la
méiose II (parfois nommée division équationnelle), les chromatides sœurs se séparent et donnent des cellules filles haploïdes.
Le mécanisme de séparation des chromatides sœurs durant la
méiose II est pratiquement identique à celui de la mitose. Le
fondement moléculaire du comportement des chro mosomes au
cours de la méiose continue d’être l’objet de recherches intensives. Nous verrons, au chapitre 15, que certaines anomalies
dans la séparation des chromosomes peuvent avoir des conséquences sur le nombre de chromosomes dans les gamètes.
retour sur le ConCept 13.3
1. FAItes des lIens En quoi les chromosomes dans
une cellule à la métaphase de la mitose sont-ils
semblables et différents des chromosomes dans une
cellule à la métaphase de la méiose II ? (Comparez
les figures 12.7, p. 264, et 13.8.)
2.
et sI ?
Sachant que le complexe synaptonémal
disparaît à la fin de la prophase I, comment les deux
chromosomes homologues seraient-ils liés si l’enjambement ne se produisait pas ? Quel en serait ultimement l’effet sur la formation des gamètes ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
13.4
L’évolution résulte de la variation
génétique qui prend sa source
dans la reproduction sexuée
Comment peut-on expliquer la variation génétique illustrée à
la figure 13.1 ? Comme vous l’apprendrez plus loin, les mutations constituent la source première de la diversité génétique.
Ces modifications de l’ADN d’un organisme créent différentes versions des gènes appelés allèles. Une fois ces différences
apparues, la redistribution des allèles pendant la reproduction sexuée produit la variation responsable de la combinaison unique de caractères que possède chaque membre d’une
population à reproduction sexuée.
L’origine de la variation génétique
chez les descendants
Les mutations surviennent à une fréquence beaucoup trop
faible pour pouvoir constituer l’unique source de la diversité
génétique. Chez les espèces à reproduction sexuée, la variation génétique qui apparaît à chaque génération résulte principalement du comportement des chromosomes pendant la
méiose et la fécondation. Examinons trois phénomènes qui
contribuent à la diversité génétique des organismes sexués :
l’assortiment indépendant des chromosomes, l’enjambement
et la fécondation aléatoire.
comparaison entre la mitose et la méiose
La figure 13.9 résume les différences essentielles entre la
méiose et la mitose dans les cellules diploïdes. Fondamentalement, la méiose réduit le nombre de jeux de chromosomes
de deux (diploïde) à un (haploïde). Pendant la mitose, par
contre, le nombre de chromosomes reste le même. Par conséquent, la méiose donne des cellules génétiquement différentes de la cellule mère et aussi entre elles, tandis que la mitose
produit des cellules filles génétiquement identiques à leur
cellule mère et aussi entre elles.
Trois événements caractéristiques de la méiose surviennent
pendant la méiose I :
1. La synapsis et l’enjambement. Pendant la prophase I
de la méiose, les chromosomes homologues répliqués
s’apparient et la formation du complexe synaptonémal
entre eux les retient pendant la synapsis. L’enjambement se déroule également durant la prophase I. Pendant la mitose, il ne se produit normalement ni synapsis
ni enjambement.
2. Les paires de chromosomes homologues sur la
plaque équatoriale. À la métaphase I de la méiose,
ce sont les paires de chromosomes homologues qui se
placent sur la plaque équatoriale et non les chromosomes
individuels, comme lors de la métaphase de la mitose.
3. La séparation des chromosomes homologues. À
l’anaphase I de la méiose, les chromosomes répliqués de
chaque paire homologue migrent vers des pôles opposés,
mais les chromatides sœurs de chaque chromosome répliqué restent liées. À l’anaphase de la mitose, au contraire,
les chromatides sœurs se séparent.
Comment les chromatides sœurs restent-elles liées durant
la méiose I, tandis qu’elles se séparent l’une de l’autre au cours
de la méiose II et de la mitose ? Les chromatides sœurs sont
liées sur toute leur longueur par des complexes protéiniques
appelés cohésines. Dans la mitose, cet attachement cesse à la
fin de la métaphase, lorsque des enzymes coupent les cohésines.
Les chromatides sœurs deviennent alors libres de se déplacer
vers les pôles opposés de la cellule. Dans la méiose, la disparition de la cohésion des chromatides sœurs se produit en deux
étapes : elle commence au début de l’anaphase I et reprend à
l’anaphase II. Dans la métaphase I, les chromosomes homologues sont retenus ensemble par la cohésion entre les bras
des chromatides sœurs dans les régions distales par rapport
au chiasma, là où des segments de chromatides sœurs appartiennent alors à des chromosomes différents. Comme le
montre la figure 13.8, la formation d’un chiasma résulte de la
combinaison de l’enjambement et de la cohésion des chromatides sœurs le long de leurs bras. Les chiasmas retiennent
les chromosomes homologues ensemble pendant que le fuseau
de division se forme pour la première division méiotique. Au
début de l’anaphase I, la disparition de la cohésion le long
des bras des chromatides sœurs permet aux chromosomes
homologues de s’éloigner. À l’anaphase II, la disparition de la
cohésion au niveau des centromères permet aux chromatides
de se séparer complètement. Par conséquent, la cohésion des
chromatides sœurs et l’enjambement jouent conjointement
un rôle essentiel dans l’alignement des chromosomes par paires
homologues à la métaphase I.
La méiose I est appelée division réductionnelle parce qu’elle
diminue de moitié le nombre de jeux de chromosomes par
cellule, soit une réduction de deux jeux (l’état diploïde) à un jeu
(l’état haploïde). Au cours de la seconde division méiotique, la
méiose II (parfois nommée division équationnelle), les chromatides sœurs se séparent et donnent des cellules filles haploïdes.
Le mécanisme de séparation des chromatides sœurs durant la
méiose II est pratiquement identique à celui de la mitose. Le
fondement moléculaire du comportement des chro mosomes au
cours de la méiose continue d’être l’objet de recherches intensives. Nous verrons, au chapitre 15, que certaines anomalies
dans la séparation des chromosomes peuvent avoir des conséquences sur le nombre de chromosomes dans les gamètes.
retour sur le ConCept 13.3
1. FAItes des lIens En quoi les chromosomes dans
une cellule à la métaphase de la mitose sont-ils
semblables et différents des chromosomes dans une
cellule à la métaphase de la méiose II ? (Comparez
les figures 12.7, p. 264, et 13.8.)
2.
et sI ?
Sachant que le complexe synaptonémal
disparaît à la fin de la prophase I, comment les deux
chromosomes homologues seraient-ils liés si l’enjambement ne se produisait pas ? Quel en serait ultimement l’effet sur la formation des gamètes ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
13.4
L’évolution résulte de la variation
génétique qui prend sa source
dans la reproduction sexuée
Comment peut-on expliquer la variation génétique illustrée à
la figure 13.1 ? Comme vous l’apprendrez plus loin, les mutations constituent la source première de la diversité génétique.
Ces modifications de l’ADN d’un organisme créent différentes versions des gènes appelés allèles. Une fois ces différences
apparues, la redistribution des allèles pendant la reproduction sexuée produit la variation responsable de la combinaison unique de caractères que possède chaque membre d’une
population à reproduction sexuée.
L’origine de la variation génétique
chez les descendants
Les mutations surviennent à une fréquence beaucoup trop
faible pour pouvoir constituer l’unique source de la diversité
génétique. Chez les espèces à reproduction sexuée, la variation génétique qui apparaît à chaque génération résulte principalement du comportement des chromosomes pendant la
méiose et la fécondation. Examinons trois phénomènes qui
contribuent à la diversité génétique des organismes sexués :
l’assortiment indépendant des chromosomes, l’enjambement
et la fécondation aléatoire.