Rappels de génétique Les brassages chromosomiques.

Rappels de génétique

Les brassages chromosomiques

Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles

CENTROMERE

CHROMATIDE =une molécule d’ADN


LOCUS SPECIFIQUE DUGÈNE A (allèles a1 ; a2 ; …)

LOCUS SPECIFIQUE DUGÈNE B (allèles b1 ; b2 ; …)


Une cellule mère des gamètes est toujours diploïde et à pour origine une cellule souche qui se divise par mitose

En fin de mitose, chaquechromosome ne possèdequ’une seule chromatide


Entre la mitose et le début de la méiose, l’ADN se duplique

Séparation des deux brins de la molécule d’ADN


MISE ENPLACE DESNOUVEAUXBRINS PAR

SIMPLECOMPLEMEN-

TARITÉDES BASESAZOTÉES

Brin parental 1 Brin parental 2

Brin néosynthétisé 1 Brin néosynthétisé 2


CONSÉQUENCE : ON PASSE D’UN CHROMOSOME À UNE CHROMATIDE À UN CHROMOSOME À DEUX CHROMATIDES

RIGOUREUSEMENT IDENTIQUES

a1

b1

réplication

a1

b1

a1

b1


a1

b1

a2

b2

En début de méiose, ces configurations …

a1

c1

b1

d1

… ne peuvent pas exister !


Ne pas oublier : chez les diploïdes, les chromosomes existent sous forme de paires de chromosomes homologues (sauf gamètes)

a1

b1

a1

b1

a2

b2

a2

b2

Les deux chromosomes possèdent les mêmes gènes mais chaquegène peut être représenté par des allèles différents

Une paired’homologues

Écriture des génotypes

Le problème majeur lié à l’écriture des génotypes vient de la dualité 1 chromosome = 2 chromatides.Étant donné que les deux chromatides sont strictement identiques en début de méiose, simplifions le problème et représentons les chromosomes sous leur forme à une seule chromatide.

Voici une technique simple pour ne pas se tromper en écrivant les génotypes :

Il suffit de « coucher » les chromosomes à l’horizontale en superposant si nécessaires les deux chromosomes d’une même paire d’homologues.

a1

b1

a1 b1

Génotype a1 b1

Cellule haploïde

a1

b1

a1

b1


a1

b1

a2 b2

Génotype

Cellule diploïde2n = 2

a1

b1

a1

b1

a2

b2

a2

b2

a2

b2

a1 b1

a2 b2

a1 b1=

a1 b1

a2 b2


a1

b1

Génotype


a2

b2

a2

a1

a2

a1 b1

b2

b2

b1=

a1

a2

b1

b2


c1


c2

a1

b1

a2

b2

Écrire le génotype correspondant à cette

représentation


Génotype

CORRECTION

c1

c2c1 c2

a1

b1

a2

b2

a1 b1

a2 b2


a1

b1

a1

b1

a3

b4

a3

b4

Écrire le génotype correspondant à cette

représentation


a1

b1

a1

b1

a3

b4

a3

b4


Génotypea1

a3

b1

b4

CORRECTION

La méiose

Deux exemples d’animations de méiose :

Remarque : l’intérêt majeur de ce dernier site est le commentaire très pédagogique qui accompagne l’animation (en anglais … mais facilement

compréhensible)

http://www.univ-tours.fr/genet/gen000100_fichiers/MEIOSE.SWF

http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisamples/majorsbiology/meiosis.html

Exemples de sujets

Exemple 1 :Un individu est hétérozygote pour deux gènes A et B situés sur des chromosomes différents (gènes non liés). On désigne par a1 et a2 les deux allèles du gène a et par b1 et b2 les deux allèles du gène b qu'il possède.À partir des types de gamètes que peut produire cet individu, indiquez ce que signifie brassage génique (ou recombinaison génique) et indiquez sur cet exemple les mécanismes qui l'assurent.Votre exposé, structuré, sera illustré de schémas explicatifs du (ou des) mécanisme(s) impliqué(s).

Schématisez une cellule mère des gamètes

Précisez les types de brassage à traiter

Exemples de sujets

Correction

Analyse de l’énoncé : l’individu est porteur de deux gènes. Ceux-ci sont localisés sur des chromosomes différents. Il doit donc y avoir 4 chromosomes en tout (1 paire porteuse du gène A et 1 paire porteuse du gène B)

A

B

A

B

a

b

a

b

Exemples de sujets

Correction

Mécanismes possibles :

•Brassage intrachromosomique : impossible car un seul gène par chromosome

•Brassage interchromosomique : oui car 2 paires différentes de chromosomes

doit être à l’origine de 4 types de gamètes(A B) ; (A b) ; (a B) ; (a b)doit être schématisé (phase importante : anaphase 1 –ou

métaphase 1-)ne pas oublier les gamètes

•Brassage en fécondation : oui car sujet non limité à la méioseutiliser les gamètes formés en méiose pour construire l’échiquier

de Xt

pas de schéma pour ce type de brassageinterprétez les résultats obtenus : augmentation du nombre de génotypes et de phénotypes par rapport à la génération

précédente

Exemples de sujets

Exemple 2 :

Montrez comment, grâce à la méiose, s'effectue le brassage de l'information génétique.L'exposé sera illustré par des schémas montrant l'évolution de la distribution de 3 couples d'allèles Aa, Bb et Ee, dont deux sont liés.

Schématisez une cellule mère des gamètes

Précisez les types de brassage à traiter

Exemples de sujets

Correction

Analyse de l’énoncé : l’individu est porteur de trois gènes. Deux sont localisés sur une même paire de chromosomes, l’autre sera sur une deuxième paire. Il doit donc y avoir 4 chromosomes en tout (1 paire porteuse des gènes A et B par exemple et 1 paire porteuse du gène E)

E E e e

a

b

a

b

A

B

A

B

Exemples de sujets

Correction

Mécanismes possibles :

•Brassage intrachromosomique : oui car deux gènes sont portés par 1 chromosome

pour ce brassage, ne pas prendre en compte la paire de chromosomes n°2

doit être à l’origine de 4 types de gamètes : (A B) ; (A b) ; (a B) ; (a b)

doit être schématisé (phase importante : prophase 1)

•Brassage interchromosomique : oui car 2 paires différentes de chromosomes

pour simplifier, ne prendre en compte qu’un des gène de la paire de chromosomes n°1 (par exemple A)

doit être à l’origine de 4 types de gamètes : (A E) ; (A e) ; (a E) ; (a e)

doit être schématisé (phase importante : anaphase 1 –ou métaphase 1-)

•Brassage en fécondation : non car sujet clairement limité à la méiose

Exemples de sujets

Exemple 3

QUESTION : montrez comment , chez les organismes à reproduction sexuée, méiose et fécondation contribuent à la fois à la stabilité du génome de l’espèce et à la diversité des génomes individuels. Consigne : chaque étape essentielle sera illustrée par un schéma . Votre réponse, structurée , se limitera au cas d’une cellule à 2n = 4 chromosomes et deux gènes a et b portés par des chromosomes différents , l’un des parents possédant les couples d’allèles a1, a2 et b1, b2, l’autre parent les couples d’allèles a3, a4 et b 3, b4.

Exemples de sujets

Correction

Analyse de l’énoncé : sujet un peu différent des deux précédents car pas seulement axés sur les brassages (diversité du génome) mais aussi sur la stabilité de ce même génome ce qui peut sembler contradictoire. Le paradoxe se résout en traitant le problème à 2 niveaux différents :La stabilité se manifeste au niveau du caryotype de l’espèce : le nombre de chromosomes (et de gènes) est stable grâce à l’alternance méiose – fécondation.La diversité se manifeste au niveau des gènes par le brassage des allèles par les brassages chromosomiques et la répartition aléatoire des gamètes en fécondation

a1

b1

a2

b2

Concernant le positionnement des allèles surles chromosomes, il n’y a pas de problèmeparticulier : il suffit de faire attention à l’énoncé. Un des parents est porteur desallèles a1, a2, b1, b2 (cellule représentée).Le brassage interchromosomique de serauniquement à partir de cet individu.L’autre parent porteur des allèles a3, a4, b3et b4 n’interviendra qu’au moment de la fécondation.

Exemples de sujets

Correction

a1

b1

a2

b2

a3

b3

a4

b4

Gamètes : (a1 b1) ; (a1 b2)(a2 b1) ; (a2 b2)

Gamètes : (a3 b3) ; (a3 b4)(a4 b3) ; (a4 b4)

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