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Bernadette Féry Hiver 2007 Évolution et Diversité du Vivant (101-NYA-05) Cours 3 (Troisième partie) LA MÉIOSE Source.

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1 Bernadette Féry Hiver 2007 Évolution et Diversité du Vivant (101-NYA-05) Cours 3 (Troisième partie) LA MÉIOSE Source

2 1.La méiose se produit dans les organes reproducteurs et divise une cellule mère en gamètes chez les animaux et en spores chez les végétaux 2.Le but général de la méiose est de permettre la production éventuelle de gamètes qui pourront se féconder et assurer ainsi la reproduction de lespèce 3.Définition de la méiose 4.Les phases de la méiose 5.Un résumé de la méiose pour une cellule à (4) chromosomes appariables en paires 6.Une étude détaillée de la méiose 7.La méiose produit de la diversité génétique via les enjambements et les assortiments indépendants 8.Les rôles de la méiose 9.Comparaison de la mitose et de la méiose

3 1.La méiose se produit dans les organes reproducteurs (gonades et fleurs) et divise une cellule mère en gamètes chez les animaux et en spores chez les végétaux ANIMAUXVÉGÉTAUX Testicule : site de formation des spermatozoïdesTesticule : site de formation des spermatozoïdes à partir des spermatocytes I Sac pollinique : site de formation des spores mâles à partir des cellules mères des spores. Taggart (1 e éd.) Figure 10.2 : 164 Ovule : site de formation des spores femelles à partir des cellules mères des spores. Fleur mâle Fleur femelle La méiose a lieu dans les gonades mâles (testicules) et gonades femelles (ovaires). La méiose a lieu dans les fleurs mâle (étamine) et femelle (pistil). Les cellules produites sont les gamètes (spermatozoïde et ovule) ou cellules sexuelles ou cellules reproductrices. Les cellules produites sont les spores. Elles se développeront par mitose et produiront les gamètes mâles et femelles. Gonade mâle Gonade femelle Ovaire : site de formation des ovules Ovaire : site de formation des ovules à partir des ovocytes I

4 2. Le but général de la méiose est de permettre la production éventuelle de gamètes qui pourront se féconder et assurer ainsi la reproduction de lespèce Organisme pluricellulaire Gamètes n Zygote 2n Méiose Fécondation ANIMAUX S Organisme pluricellulaire Spores n Méiose Mâle (Pollen) VÉGÉTAUX Zygote 2n Fécondation Gamètes n Organisme pluricellulaire Gamètes n Femelle (Sac embryonnaire)

5 Transformation d'une cellule mère (via une double division) en quatre cellules filles qui ne contiennent que la moitié des chromosomes de la cellule mère. Chaque cellule fille reçoit un homologue de chaque paire qui était, au départ, dans la cellule mère. Les deux homologues de chaque paire se répliquent et deviennent 2 chromosomes doubles. Interphase 2 chromosomes 2n = 2 n = 1 La première division sépare chaque paire dhomologues. Méiose I Division réductionnelle 1 chromosome Le nombre de chromosome est réduit de moitié. La deuxième division sépare chaque chromosome double (le ramène à létat simple). Méiose II Division équationnelle 1 chromosome On garde le même nombre de chromosomes. La méiose introduit de la variabilité génétique chez les descendants car ceux-ci sont issus du réassemblage du demi lot génétique de deux parents. 3. Définition de la méiose

6 4.Les phases de la méiose INTERPHASE Réplication de lADN et des centrosomes et centrioles associés avant la méiose MÉIOSE I Prophase I Métaphase I Anaphase I Télophase I et Cytocinèse INTERPHASE II ( intercinèse) « Chez certaines espèces, les chromosomes sortent de leur état condensé, et les membranes nucléaires et les nucléoles se reforment. Il sécoule un certain intervalle appelé intercinèse (interphase II). Chez dautres espèces, les cellules filles de la télophase I se préparent immédiatement à la seconde division méiotique. » Campbell, 2 e éd., p. 257 Pas de réplication dADN ni des centrosomes et centrioles associés durant cette période (daprès Taggart, 1 e éd.p. 167) MÉIOSE II Prophase II Métaphase II Anaphase II Télophase II et Cytocinèse La méiose II est en tout point semblable à une mitose.

7 5. Un résumé de la méiose pour une cellule à (4) chromosomes appariables en paires 4 chromosomes simples 2n = 4 DURANT LINTERPHASE (Avant la méiose) 4 chromosomes répliqués 2n = 4 2 centrosomes et 4 centrioles 1 centrosome et 2 centrioles 2 chromosomes doubles n =2 Prophase 1 Métaphase 1 Anaphase 1 Télophase 1 et cyctocinèse MÉIOSE I 4 chromosomes doubles 2n = 4 2 centrosomes et 4 centrioles Réductionnelle 1 centrosome et 2 centrioles 2 chromosomes doubles n =2 1 centrosome et 2 centrioles

8 MÉIOSE II Équationnelle Comme une mitose 2 chromosomes doubles n =2 1 centrosome et 2 centrioles 2 chromosomes doubles n =2 1 centrosome et 2 centrioles 2 chromosomes simples n =2 Prophase 2 Métaphase 2 Anaphase 2 Télophase 2 et cyctocinèse Prophase 2 Métaphase 2 Anaphase 2 Télophase 2 et cyctocinèse 2 chromosomes simples n =2 2 chromosomes simples n =2 2 chromosomes simples n =2

9 Durant linterphase, le centrosome, les centrioles et les chromosomes se répliquent. Le matériel génétique apparaît sous forme de chromatine même lorsque les chromosomes se sont répliqués en chromatides soeurs. 6.Une étude détaillée de la méiose AVANT LA MÉIOSE, À LA FIN DE LINTERPHASE Campbell (2 e éd.) Figure 13.7 : 256 Lys (U. Wisconsin) Centrosomes (avec 2 paires de centrioles) Membrane nucléaire Chromatine

10 PROPHASE 1 Le fuseau de division sinstalle entre les centrosomes qui vont aux pôles tandis que la membrane nucléaire et les nucléoles se dissolvent. Chaque chromosome double se condense en prenant un aspect filamenteux, puis de tige et, sapparie avec son homologue. Un enjambement se produit puis, chaque chromosome double se détache de son homologue avant de sattacher aux fibres du fuseau. Campbell (2 e éd.) Figure 13.7 : 256 Lys (U. Wisconsin) (2) homologues appariés Fuseau de division Chromatides sœurs (2) homologues appariés Croisement (chiasma) des chromatides homologues suivi dun enjambement (un échange génétique) Méiose I : prophase I métaphase I anaphase I télophase I

11 MÉTAPHASE 1 Les paires de chromosomes homologues salignent à la plaque équatoriale guidés par les microtubules du fuseau. Cest le hasard qui détermine lequel des deux homologues se place dun côté ou lautre de la plaque. Campbell (2 e éd.) Figure 13.7 : 256 Lys (U. Wisconsin) Microtubule kinétochorien Plaque équatoriale Centromère avec kinétochore Méiose I : prophase I métaphase I anaphase I télophase I

12 Microtubule kinétochorien ANAPHASE 1 Chaque chromosome double se sépare de son homologue et se déplace vers lun ou lautre des pôles du fuseau (à mesure que sa fibre fusoriale raccourcit). Lys (U. Wisconsin) Campbell (2 e éd.) Figure 13.7 : 256 Chromatides sœurs encore liées Séparation des paires homologues Méiose I : prophase I métaphase I anaphase I télophase I

13 TÉLOPHASE 1 Chaque extrémité de la cellule en division possède maintenant un nombre haploïde de chromosomes (n) mais ceux-ci sont encore à létat double. CYTOCINÈSE Lorsque la cytocinèse se produit, elle procède comme pour la mitose : un sillon de division (cellules animales) et une plaque cellulaire (cellules végétales). Campbell (2 e éd.) Figure 13.7 : 256 Reformation des noyaux et décondensation des chromosomes (certaines espèces) Lys (U. Wisconsin) Méiose I : prophase I métaphase I anaphase I télophase I

14 Prophase II Les deux centrioles de chacune des nouvelles cellules sécartent lun de lautre et un nouveau fuseau de division se forme. Chaque chromosome double se lie maintenant au fuseau et amorce son déplacement vers la plaque. Télophase I Métaphase II Tout les chromosomes se trouvent maintenant à léquateur du fuseau. Anaphase II Les chromatides sœurs de chaque chromosome double se séparent lune de lautre formant ainsi des chromosomes simples. Ceux-ci se déplacent vers lun ou lautre des pôles. Télophase II et cytocinèse Quatre noyaux fils se forment. Après la division du cytoplasme, chaque nouvelle cellule est haploïde (n) et le nombre de chromosomes a été réduit de moitié. Chacune de ces cellules peut devenir un gamète. Selon les espèces, il y a une intercynèse ou non. Sil y a intercynèse, les chromosomes se décondensent et les noyaux se reforment. MÉIOSE II

15 Lys (U. Wisconsin)

16 7.La méiose produit de la diversité génétique (nombreux gamètes différents) via les enjambements et les assortiments indépendants Campbell (2 e éd.) Figure : 260 En prophase 1, les enjambements mélangent les gènes parentaux Les homologues sapprochent, se cassent à certains endroits (chiasma) puis échangent leurs gènes ; cest une recombinaison. Phénomène qui produit des chromosomes légèrement différents (chromosomes recombinés à partir des chromosomes parentaux) PaternelMaternel Chiasma (site déchange) Prophase 1 Métaphase 1 Métaphase 2 Gamètes Chromosomes recombinés

17 En métaphase1, les assortiments indépendants mélangent les chromosomes Les paires homologues se disposent de façon aléatoire de part et dautre de la plaque équatoriale et ce, de façon indépendante des autres paires. Ainsi, lun ou lautre des (2) homologues peut se retrouver dans un gamète. On peut facilement calculer le nombre possible dassortiments différents et le nombre de gamètes résultant. 2 n-1 assortiments possibles produisent 2 n sortes de gamètes où n est le nombre de paires Campbell (2 e éd.) Figure 13.9 : 259 Un autre assortiment (Possibilité no 2) Un assortiment (Possibilité no 1) Deux combinaisons chromosomiques également probables à la métaphase I Métaphase II Gamètes Combinaison no 1 Chaque disposition équivaut à un assortiment et chaque assortiment produit deux sortes de gamètes.

18 Exercice 1.Une cellule possède 8 chromosomes appariables en paires. 2 n-1 assortiments possibles produisent 2 n sortes de gamètes où n est le nombre de paires Combien dassortiments sont possibles, à la métaphase I ? Combien de gamètes différents seront issus de tous ces assortiments ? Combien faudrait-il de méioses pour produire tous ces gamètes ? Combien de gamètes «différents» sont produits pour chaque assortiment ? Combien de gamètes sont produits pour chaque assortiment ? 2.Une cellule possède 23 paires homologues. Combien dassortiments sont possibles, à la métaphase I ? Combien de gamètes différents seront issus de tous ces assortiments ? Combien faudrait-il de méioses pour produire tous ces gamètes ? Combien de gamètes «différents» sont produits pour chaque assortiment ? Combien de gamètes sont produits pour chaque assortiment ? 2 n-1 = = 2 3 = 8 2 n = 2 4 = n-1 = = n =

19 8.Les rôles de la méiose Produire les gamètes (tôt ou tard) qui se fécondent et assurent la reproduction de lespèce. Maintenir la constance du lot génétique de génération en génération en permettant la réduction génétique, restaurée ensuite par la fécondation. Source Produire une infinité de combinaisons génétiques dans les gamètes afin dengendrer de nombreux descendants génétiquement variés. Coccinelles asiatiques Les descendants ayant hérité de combinaisons de gènes favorables, par rapport à leur milieu, ont plus de chances de survivre et produisent plus de descendants que les autres. Ce phénomène favorise lévolution de lespèce. Campbell (1 e éd. Française) Figure : 255 Noyau de lovule Noyau du spermatozoïde Source

20 9. Comparaison de la mitose et de la méiose Campbell (2 e éd.) Figure 13.8 : 258

21 FIN DE LA TROISIÈME PARTIE


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