Chaque individu issu de la reproduction sexuée est unique, un fait rendu possible par la complexité de la méiose et de la fécondation. Cet article explore comment la reproduction sexuée maintient la stabilité d'une espèce, en détaillant les étapes de la méiose et le rôle crucial des chromosomes.
L'Information Génétique: Les Chromosomes, les Gènes et les Allèles
L'information génétique est portée par des structures appelées chromosomes. Le nombre de ces chromosomes est constant pour une espèce donnée. Chez l'humain, les cellules somatiques (toutes les cellules du corps à l'exception des gamètes) sont diploïdes, ce qui signifie qu'elles possèdent deux exemplaires de chaque chromosome, soit 2n chromosomes. Les chromosomes sont organisés en paires, appelées chromosomes homologues. Ces chromosomes sont principalement composés d'ADN.
Chaque chromosome contient de nombreuses informations génétiques qui déterminent les caractères spécifiques observables propres à chaque espèce. Ces informations sont portées par des gènes, comme le gène des cheveux. Au sein d'une même espèce, des variations de ces caractères spécifiques peuvent être observées chez les individus. Ces variations sont dues à l'existence de plusieurs versions de chaque gène, appelées allèles. Chaque individu d'une même espèce présente le même caryotype, caractéristique de l'espèce.
La Reproduction Sexuée et la Stabilité du Caryotype
La reproduction sexuée permet la formation d'un nouvel individu à partir de deux individus sexuellement différents qui vont transmettre une partie de leur patrimoine génétique. La réduction du nombre de chromosomes pour la formation des gamètes est une étape essentielle de la reproduction sexuée qui permet la stabilité du caryotype de l'espèce.
La Méiose: Division Cellulaire Réductionnelle
La méiose est le processus de division cellulaire qui permet le passage d'une phase diploïde à une phase haploïde grâce à une réduction chromosomique. Elle permet la formation de gamètes à 23 chromosomes chez l'humain. La méiose est une succession de deux divisions cellulaires, avec une réplication de l'ADN avant la première division seulement. Elle permet d'obtenir 4 cellules filles haploïdes à partir d'une cellule mère diploïde.
Lire aussi: Répartition Trimestres et Retraite en France
Méiose I
Avant la première division, il y a une réplication d’ADN, chaque chromosome comprend alors 2 chromatides identiques.
- Prophase I: Les chromosomes se condensent, et les paires de chromosomes homologues s'apparient, formant des bivalents.
- Métaphase I: Les paires de chromosomes formées migrent sur la plaque équatoriale de la cellule et s'alignent. Chaque chromosome homologue se retrouve de part et d'autre de la plaque équatoriale.
- Anaphase I: Les chromosomes de chaque paire se séparent et migrent chacun vers un pôle opposé de la cellule. Cette distribution de chromosomes de part et d'autre de la cellule se fait au hasard, contribuant au brassage génétique.
- Télophase I: Les chromosomes se décondensent. Le cytoplasme de la cellule se divise pour aboutir à la formation de 2 cellules filles haploïdes à chromosomes bichromatidiens.
Méiose II
- Prophase II: Les chromosomes de chaque cellule fille obtenue lors de la méiose I se condensent.
- Métaphase II: Les chromosomes s'alignent sur la plaque équatoriale.
- Anaphase II: Les chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent chacune vers un pôle opposé. La distribution des chromatides vers l'un ou l'autre des pôles se fait au hasard.
- Télophase II: Les cytoplasmes des deux cellules se séparent pour former 4 cellules filles haploïdes à chromosomes monochromatidiens.
La Formation des Gamètes: Spermatogenèse et Ovogenèse
La méiose se déroule dans les organes reproducteurs pour former les gamètes. Chez l'homme, ce processus s'appelle la spermatogenèse et produit des spermatozoïdes. Chez la femme, il s'agit de l'ovogenèse, qui produit des ovules.
- Spermatogenèse: Les testicules comportent des milliers de tubes dans lesquels se fabriquent les spermatozoïdes, ce qui demande environ 3 mois. Ceux-ci sont stockés dans deux réservoirs, les vésicules séminales, puis sont émis lors de l’éjaculation.
- Ovogenèse: La femme a environ 400 000 cellules reproductrices (ovules ou ovocytes) stockées dès sa naissance dans les ovaires qui sont de la taille d’un pruneau de part et d’autre de l’utérus. A partir de la puberté, chaque mois, un ovule est émis, soit un total de 300 à 500 ovules avant la ménopause.
La Fécondation: Union des Gamètes et Restauration de la Diploïdie
La fécondation est la rencontre et la fusion d'un gamète mâle (spermatozoïde) et d'un gamète femelle (ovule). Lors de l’éjaculation, plusieurs dizaines de millions de spermatozoïdes sont émis dans le vagin au contact du col de l’utérus. Une faible proportion parvient à migrer dans l’utérus. Quelques centaines de spermatozoïdes entourent l’ovocyte dans le tiers externe de la trompe et un seul d’entre eux pénètrera dans cet ovocyte.
Les spermatozoïdes comme les ovocytes sont les seules cellules du corps qui ne comportent que 23 chromosomes, au lieu de 46 pour toutes les autres cellules de notre corps. Les 23 chromosomes contenus dans le spermatozoïde vont se fusionner avec les 23 chromosomes de la cellule maternelle pour former la première cellule du bébé comportant 46 chromosomes dont la moitié des chromosomes apportent les caractéristiques de sa maman et les 23 autres chromosomes les caractéristiques héritées du papa.
Cette première cellule va se dédoubler pour donner deux cellules, puis quatre, seize… Ainsi se forme l’œuf, que l’on appelle aussi embryon ; un être nouveau qui hérite des caractères de ses parents est créé et va se développer pendant 9 mois.
Lire aussi: PMA et répartition des richesses
Le Brassage Génétique: Source de Diversité
La diversité génétique des individus est due au brassage des allèles, lors de la méiose et lors de la fécondation.
Brassage des Allèles lors de la Méiose
- Lors de la production des gamètes, les paires de chromosomes de la cellule initiale sont séparées au cours de la méiose. Cette séparation est un processus aléatoire qui peut aboutir à diverses combinaisons : on parle alors de brassage.
- Chacun des futurs parents produit des gamètes (spermatozoïdes chez l'homme et ovule chez la femme) qui ne contiennent que la moitié de l'information génétique de départ, soit 22 chromosomes et 1 chromosome sexuel, X ou Y.
Brassage des Allèles lors de la Fécondation
- Lors de la reproduction sexuée, l'union du gamète mâle (23 chromosomes) et du gamète femelle (23 chromosomes) forme une cellule œuf de 23 paires de chromosomes, soit 46 chromosomes. C'est l'étape de la fécondation. La cellule œuf hérite donc d'une seule combinaison parmi toutes celles possibles.
Anomalies Chromosomiques
Malgré la précision de la méiose, des erreurs peuvent survenir, entraînant des anomalies dans le nombre de chromosomes.
- Non-disjonction: Il arrive dans de rares cas que les chromosomes soient mal répartis entre cellules-filles. Cela a pour conséquence que certaines cellules vont avoir un nombre anormal de chromosomes. En règle générale, de telles anomalies viennent du fait qu'un seul chromosome n'a pas migré, laissant une cellule avec un chromosome de trop et une cellule avec un chromosome en moins.
Lorsque ce phénomène arrive pour la production de gamètes, cela peut aboutir à une cellule-œuf qui contient un seul chromosome d'un certain type (on parle de monosomie) ou trois chromosomes d'une paire (on parle de trisomie). Dans la plupart des cas une telle cellule-œuf ne permet pas le développement d'un embryon viable et il n'y a pas de naissance. Toutefois, dans certains cas, il est possible à un individu de naître et de vivre avec plus ou moins de complications médicales. Un exemple connu est la trisomie 21 où un individu possède trois chromosomes de la paire 21. Il faut distinguer ce type d'anomalies de ce que l'on nomme une maladie génétique. En effet, une maladie génétique est liée en règle générale à un allèle défectueux d'un gène et suit donc les mêmes règles de transmission que les allèles de gènes qui n'entraînent pas de maladies.
Détermination du Sexe
Chez l’humain, le mécanisme chromosomique de détermination du sexe est le même que chez la drosophile. Le nombre diploïde de chromosomes de l’homme est de 46, ce nombre comprend 22 paires d’autosomes et 2 chromosomes sexuels ; chez la femme se sont 2 chromosomes X ; chez l’homme un chromosome X et un chromosome Y.
Les ovules ne comportent que 23 chromosomes dont un chromosome sexuel qui est toujours un chromosome X. Les spermatozoïdes ne comportent aussi que 22 chromosomes plus un chromosome sexuel qui sera soit de type X soit de type Y. C’est le spermatozoïde fécondant qui détermine le sexe de l’enfant à naître. Si le spermatozoïde porte le chromosome X, l’embryon comportera 46 paires de chromosomes dont deux X l’un venant du papa l’autre de la maman et il sera une fille. Si le spermatozoïde fécondant est Y, l’embryon comportera 46 paires de chromosomes dont un chromosome X venant de la maman et un chromosome Y venant du papa. Il sera donc un garçon. C’est donc un jeu de hasard qui fera que les spermatozoïdes détermineront le sexe fille ou garçon. Il y a donc une chance sur deux pour que vous ayez un garçon ou une fille. En fait il naît en réalité un peu plus de garçons que de filles (1,05 garçon pour une fille).
Lire aussi: Tout savoir sur la méiose et les ovules
tags: #la #repartition #des #chromosomes #au #cours