Brassages génétiques

Les notions à connaître

Brassage interchromosomique

En anaphase I de méiose, les chromosomes homologues de chaque paire se séparent et se répartissent aléatoirement dans les deux cellules filles. Chaque paire se sépare indépendamment des autres. Pour $n$ paires de chromosomes, cela produit $2^n$ combinaisons de gamètes génétiquement différents (chez l'Homme : $2^{23} \approx 8,4$ millions).

Brassage intrachromosomique (crossing-over)

En prophase I, les chromosomes homologues appariés en bivalents échangent des segments de chromatides par crossing-over (enjambement). Cela crée des chromosomes recombinés portant des combinaisons d'allèles nouvelles, absentes chez les parents. Plus deux gènes sont éloignés sur un chromosome, plus la probabilité de crossing-over entre eux est grande.

Méiose

Division cellulaire en deux étapes (méiose I réductionnelle + méiose II équationnelle) qui produit 4 cellules haploïdes (gamètes) à partir d'une cellule diploïde. Divise par deux le nombre de chromosomes et génère de la diversité génétique par les brassages.

Fécondation

Fusion de deux gamètes haploïdes ($n$) pour former une cellule-œuf diploïde ($2n$). La rencontre est aléatoire : elle réunit au hasard un gamète parmi les millions possibles de chaque parent, amplifiant considérablement la diversité génétique. Nombre de combinaisons : $(2^n)^2 \approx 70 \times 10^{12}$ chez l'Homme (sans compter les crossing-over).

Croisement-test (test-cross)

Croisement d'un individu hétérozygote pour deux gènes (génotype inconnu à préciser) avec un individu homozygote récessif pour ces deux gènes. Permet de déterminer les gamètes produits par l'hétérozygote et donc de distinguer gènes indépendants (sur des chromosomes différents) et gènes liés (sur le même chromosome).

Gènes indépendants

Gènes situés sur des chromosomes différents. Lors du croisement-test, les 4 phénotypes apparaissent en proportions égales (~25% chacun) car seul le brassage interchromosomique intervient.

Gènes liés

Gènes situés sur le même chromosome. Lors du croisement-test, les phénotypes parentaux sont majoritaires et les phénotypes recombinés sont minoritaires (leur proportion est d'autant plus faible que les gènes sont proches). Les recombinés résultent du crossing-over (brassage intrachromosomique).

Chiasma

Point de croisement visible au microscope entre deux chromatides non sœurs de chromosomes homologues lors de la prophase I. C'est la trace cytologique du crossing-over. En moyenne, 1 à 3 chiasmas par bivalent chez l'Homme.

Les erreurs à éviter en svt

• ✗ Confondre brassage inter et intrachromosomique

  ✓ INTERchromosomique = entre chromosomes DIFFÉRENTS (anaphase I, répartition aléatoire des homologues). INTRAchromosomique = AU SEIN d'un même chromosome (prophase I, crossing-over entre chromatides homologues).

• ✗ Croire que le crossing-over mélange les gènes de chromosomes différents

  ✓ Le crossing-over ne concerne que des gènes situés sur le MÊME chromosome (liés). Il échange des segments entre chromatides de chromosomes HOMOLOGUES (pas entre chromosomes non homologues).

• ✗ Dire que la méiose produit 2 cellules

  ✓ La méiose produit 4 cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde. La méiose I (réductionnelle) donne 2 cellules, puis la méiose II (équationnelle) divise chacune en $2 \to$ 4 cellules au total.

• ✗ Oublier que les gamètes recombinés sont MINORITAIRES quand les gènes sont liés

  ✓ Pour des gènes liés, les gamètes parentaux sont toujours MAJORITAIRES (combinaisons d'allèles originales du parent), les recombinés sont MINORITAIRES (issus du crossing-over, événement rare). Si les proportions sont 50/50, les gènes sont indépendants.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. À quel moment de la méiose se produit le brassage interchromosomique ?
2. Quel phénomène est responsable du brassage intrachromosomique ?
3. Combien de chromosomes contient un gamète humain ?
4. Quel est le nombre théorique de combinaisons chromosomiques possibles dans les gamètes humains par brassage interchromosomique seul ?
5. Un individu hétérozygote pour deux gènes liés produit quatre types de gamètes. Comment appelle-t-on les gamètes minoritaires ?