Méiose et Lois de Mendel

Chapitre 1 : Meiose et génétique mendélienne

1. La transmission du matériel génétique

1. Rappels et notions de génétique

Génétique : science qui étudie l’hérédité et la variation.

Hérédité : ensemble des propriétés que les êtres vivants transmettent à leur descendance via la reproduction. Implique la réplication et la copie de l’information génétique.

Variation : existence de différences héréditaires ou non, elles apparaissent sous l’influence de mutations et de l’environnement.

Différents modèles possibles : virus, bactéries ⇒ Génome petit et simple et les eucaryotes (animaux et végétaux).

Différentes branches de la génétique :

• Génétique formelle
• Moléculaire
• Médicale
• Développement
• Populations
• Évolution

Génétique formelle : Étude de la transmission des caractères héréditaires entre les parents et leur descendance (eucaryotes).

⇒ Génétique mendélienne : caractères héréditaires portés par les chromosomes nucléaires.

⇒ Étude de la transmission de caractères héréditaires cytoplasmiques.

Chaque individu contient un programme génétique (les gènes constitués d’ADN porté par des chromosomes et présent dans le noyau). Ce programme génétique lui vient de ses parents, il le transmettra en partie à ses enfants : c’est la base de l’hérédité. La génétique c’est l’analyse et la compréhension de ce programme génétique et de cette hérédité.

Les chromosomes sont le support de l’information génétique, ils portent les gènes. Il est constitué de chromatine (protéine Histones et protéines non-histones ⇒ protéines complexes). Les chromosomes sont plus ou moins condensés en fonction de la condensation des chromatides et du stade de division cellulaire. L’homme à 46 chromosomes : 22 paires autosomes et 1 paire gonosome.

Page 4 : Le cycle cellulaire : en jaune l’interphase et en bleu la mitose.

La phase G1 est une phase de croissance cellulaire, la cellule se prépare à la phase S de réplication d’ADN. La phase G2 est une phase de croissance, elle se prépare à la mitose (synthèse de molécules). La cellule en interphase a une teneur en ADN de 2 chromatides cette quantité double au cours de la phase S. En face G2 une cellule contient 4 chromatides soit deux fois plus qu’en phase G1. Pendant la mitose il y a division par 2 de la quantité d’ADN. Les deux cellules filles ont donc une teneur en ADN de 2 chromatides.

Page 5 : Réplication de l’ADN

Sur le schéma de droite on observe la séparation des deux brins de la double hélice mère en bleu et synthèse d’un brin complémentaire (en rouge). Cette réplication permet la production de 2 hélices à partir de la molécule de départ. Le chromosome en dessous est constitué de deux chromatides. Sur le schéma de gauche, le cheminement entre réplication et division cellulaire. Le chromosome contient seulement une chromatide (monochromatidien), la réplication va faire passer le chromosome d’une forme à une chromatide à une forme à deux chromatides. Les deux chromatides sœurs vont se séparer au cours de la mitose. On aura deux cellules filles à deux chromatides.

⇒ Les chromosomes sont, avant la phase S, monochromatidiens, après ils deviennent bichromatidiens jusqu’à la mitose/méiose où ils redeviennent monochromatidiens. Le deuxième chromatide provient de la réplication ou phase S.

Page 6 : Ploïdie

Ploïdie : Nombre de jeux de chromosomes nucléaires. Les chromosomes homologues viennent des parents.

L’haploïdie provient du fait qu’il y ait un seul jeu de chromosome nucléaire (n), la diploïdie revient à deux jeux de chromosomes qui forment un jeu de chromosomes homologues, ce deuxième chromosome provient de la fécondation. Par exemple : n = 3 (3 chromosomes non homologues), 2n = 6 (6 chromosomes homologues)

Page 7 : Les allèles d’un gène.

Le gène se situe sur un locus au niveau des gènes. Les gènes peuvent avoir différentes formes = allèles. Chaque chromosome peut avoir des allèles différents même s’ils sont homologues. Ces allèles entraînent des différences au niveau phénotypique ou à d’autres niveaux. Cette variation et cette différence des gènes permet aux espèces de perdurer sur Terre. L’allèle ne change pas entre les chromatides d’un même chromosome

Les allèles différents sont produits par mutations (modification de la séquence nucléotidique) :

• Différents niveaux d’activité de ce gène
• Une nouvelle activité
• Plus d’activité

Variations alléliques = base de la variation héréditaire

1. La méiose = division cellulaire sexuée

Page 8 : La méiose

Chez les eucaryotes :

• Reproduction sexuée = méiose/gamétogenèse →  fécondation (fusion des gamètes ⇒ cellule œuf/zygote).
• Fusion des gamètes mâles/femelles → zygote 2n (diploïde) → embryon (2n) → adulte (2n)
• Contribution génétique parentale mâle et femelle : égale (moitié du matériel génétique de chaque parent), gamète mâle et femelle = cellule n (haploïde)

Réduction par un demi du nombre de chromosomes dans les gamètes = haploïde.

1 cellule germinale diploïde 2n = méiocyte →  4 cellules haploïdes n précédée d’une réplication de l’ADN dans le méiocyte diploïde.

1. Division réductionnelle : séparation des chromosomes homologues (première partie de la méiose) ⇒ les cellules sont haploïdes.
2. Division équationnelle : séparation des chromatides sœurs (deuxième partie de la méiose) ⇒ une chromatide.

Page 9 : Prophase réductionnelle

Les phases de la prophase réductionnelle : composé de 5 stades.

Une cellule qui entre en méiose à des chromosomes sous forme peu condensés.

Leptotène (= mince) : les chromosomes ne sont pas condensés et ne sont pas visibles. Ce sont de longs filaments entremêlés entre eux.

...