Transcript Rappels de génétique Les brassages chromosomiques Notions de base : structure du chromosome et disposition des allèles CHROMATIDE = une molécule d’ADN CENTROMERE Notions de base :

Rappels de génétique
Les brassages chromosomiques
Notions de base : structure du
chromosome et disposition des allèles
CHROMATIDE =
une molécule d’ADN
CENTROMERE
Notions de base : structure du
chromosome et disposition des allèles
LOCUS SPECIFIQUE DU
GÈNE A (allèles a1 ; a2 ; …)
LOCUS SPECIFIQUE DU
GÈNE 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, chaque
chromosome ne possède
qu’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
Brin parental 1
Brin parental 2
MISE EN
PLACE DES
NOUVEAUX
BRINS PAR
SIMPLE
COMPLEMENTARITÉ
DES BASES
AZOTÉES
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
réplication
a1
a1
b1
b1
a1
b1
Notions de base : structure du
chromosome et disposition des allèles
En début de méiose, ces configurations …
a1
b1
a2
b2
a1
c1
… ne peuvent pas exister !
b1
d1
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)
Une paire
d’homologues
a1
b1
a1
b1
a2
b2
a2
b2
Les deux chromosomes possèdent les mêmes gènes mais chaque
gène peut être représenté par des allèles différents
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
a1
a1
a1
b1
b1
b1
Génotype
Cellule haploïde
b1
a1 b1
Écriture des génotypes
Cellule diploïde
2n = 2
a1
a1
b1
b1 b2
Génotype
a2
a2 b2
a1 b1
=
a2
a1
a2
b2
b1
b2
a2
b2
a1
b1
a1 b1
a2 b2
Écriture des génotypes
Cellule diploïde
2n = 4
a1
a2
b1
b2
Génotype
a2
b2
a1
b1
a2
b2
a1
b1
=
a1
b1
a2
b2
Écriture des génotypes
Cellule diploïde
2n = 4
a1
b1
a2
b2
c1
Écrire le génotype correspondant à
cette représentation
c2
Écriture des génotypes
CORRECTION
a1
b1
Génotype
a2
b2
c1
c2
a1 b1
c1
a2 b2
c2
Écriture des génotypes
a1
a1
a3
a3
b1
b1
Écrire le génotype correspondant à
cette représentation
b4
b4
Écriture des génotypes
CORRECTION
a1
a1
a3
a3
b1
Cellule diploïde
2n = 4
Génotype
b1
a1
b1
a3
b4
b4
b4
La méiose
Deux exemples d’animations de méiose :
http://www.univ-tours.fr/genet/gen000100_fichiers/MEIOSE.SWF
http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisamples/majorsbiology/meiosis.html
Remarque : l’intérêt majeur de ce dernier site est le commentaire très pédagogique qui
accompagne l’animation (en anglais … mais facilement compréhensible)
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
A a
a
B
B b
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 méiose
utiliser les gamètes formés en méiose pour construire l’échiquier de Xt
pas de schéma pour ce type de brassage
interprétez 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)
A
A
B
B b
a
a
b E
E e
e
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
a2
b1
b2
Concernant le positionnement des allèles sur
les chromosomes, il n’y a pas de problème
particulier : il suffit de faire attention à
l’énoncé. Un des parents est porteur des
allèles a1, a2, b1, b2 (cellule représentée).
Le brassage interchromosomique de sera
uniquement à partir de cet individu.
L’autre parent porteur des allèles a3, a4, b3
et b4 n’interviendra qu’au moment de la
fécondation.
Exemples de sujets
Parent 1
a1
Correction
Parent 2
a2
b1
a3
b2
Gamètes : (a1 b1) ; (a1 b2)
(a2 b1) ; (a2 b2)
a4
b3
b4
Gamètes : (a3 b3) ; (a3 b4)
(a4 b3) ; (a4 b4)