Rappels de génétique
Les brassages chromosomiques
Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles
CENTROMERE
CHROMATIDE =une molécule d’ADN
Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles
LOCUS SPECIFIQUE DUGÈNE A (allèles a1 ; a2 ; …)
LOCUS SPECIFIQUE DUGÈNE B (allèles b1 ; b2 ; …)
Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles
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
Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles
Entre la mitose et le début de la méiose, l’ADN se duplique
Séparation des deux brins de la molécule d’ADN
Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles
MISE ENPLACE DESNOUVEAUXBRINS PAR
SIMPLECOMPLEMEN-
TARITÉDES BASESAZOTÉES
Brin parental 1 Brin parental 2
Brin néosynthétisé 1 Brin néosynthétisé 2
Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles
CONSÉQUENCE : ON PASSE D’UN CHROMOSOME À UNE CHROMATIDE À UN CHROMOSOME À DEUX CHROMATIDES
RIGOUREUSEMENT IDENTIQUES
a1
b1
réplication
a1
b1
a1
b1
Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles
a1
b1
a2
b2
En début de méiose, ces configurations …
a1
c1
b1
d1
… ne peuvent pas exister !
Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles
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
Écriture des génotypes
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
Écriture des génotypes
a1
b1
Génotype
Cellule diploïde2n = 4
a2
b2
a2
a1
a2
a1 b1
b2
b2
b1=
a1
a2
b1
b2
Écriture des génotypes
c1
Cellule diploïde2n = 4
c2
a1
b1
a2
b2
Écrire le génotype correspondant à cette
représentation
Écriture des génotypes
Génotype
CORRECTION
c1
c2c1 c2
a1
b1
a2
b2
a1 b1
a2 b2
Écriture des génotypes
a1
b1
a1
b1
a3
b4
a3
b4
Écrire le génotype correspondant à cette
représentation
Écriture des génotypes
a1
b1
a1
b1
a3
b4
a3
b4
Cellule diploïde2n = 4
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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