Chapitre 3 - Les fondements chromosomiques de l'hérédité Comment sont disposés les gènes? Description moléculaire des types de chromosomes (Autosomes, chromosomes sexuels et chromosomes des organites). Mitose et méiose. Méiose à l’origine des théories mendeliennes de l'hérédité. Neurospora: un organisme modèle pour l’étude de la ségrégation allélique lors de la méiose. Définitions: Méiose, diploïde, haploïde, autosome… Objectifs Comprendre que les lois de Mendel et les rapports mendeliens sont basés sur le comportement des chromosomes à la méiose.

La théorie chromosomique de l'hérédité Les particules de Mendel sont les gènes. Les gènes sont des segments de chromosomes. Chez les eucaryotes diploïdes: 2 copies de chaque chromosome = 2 gènes = 2 allèles. Gène: est un fragment d'ADN codant pour une fonction Pour qu’un gène code pour une protéine : segment d’ADN doit contenir une région transcrite et une séquence de nucléotides rendant la régulation de la transcription possible.

La composition des chromosomes: L’ADN chromosomique est empaqueté autour de protéines histones. Le chromosome prend une forme plus condensée grâce au surenroulement autour d’une armature protéique. La chromatine

Les types de chromatines L’euchromatine: régions moins condensées de la chromatine (en jaune) et qui contiennent les génes actifs. L’hétérochromatine: régions plus condensées de la chromatine (bleue et rouge) et qui contiennent des génes non transcrits.

Description des gènes et de leur fonction

Mitose et méiose Le nombre de chromosomes (gènes) à l'intérieur des cellules d'un organisme eucaryotes est conservé grâce aux phénomènes de la mitose et de la méiose Mitose : dans les cellules d'un individu, une mitose produit deux cellules filles avec des noyaux fils identiques au noyau parental Méiose : de génération en génération, une méiose produit des cellules sexuelles ayant la moitié du matériel génétique du noyau parental

Principaux évènements de la mitose et de la méiose

Mitose

Méiose

Les stades de la méiose et de la mitose

Démonstration de la ségrégation égale chez la levure S. cerevisiae

Les lois de Mendel sont basées sur le processus de la méiose L'héridité mendélienne s'applique à tous les organismes chez lesquels la méiose fait partie du cycle vital, càd, tous les eucaryotes. Il y a toujours ségrégation égale et indépendante des gènes dans les produits haploïdes de la méiose

La ségrégation égale et indépendante des chromosomes à la méiose explique les rapports mendeliens.

Liaison aux chromosomes sexuels Certains gènes sont situés sur les chromosomes sexuels. Ces gènes ont un mode d'héritabilité particulier, parce que les chromosomes sexuels ne sont pas les mêmes dans les deux sexes. Ce type de liaison entraîne des proportions phénotypiques différentes dans les croisements réciproques, comme pour le cas de la couleur des yeux de la drosophile.

Les chromosomes des organites Le chromosome mitochondrial humain est plus petit que celui de la levure, mais contient moins d’ADN non-codant.

L’hérédité cytoplasmique est une hérédité maternelle Ségrégation maternelle des allèles d’un gène mitochondrial: allèle sauvage/allèle muté poky chez Neurospora. Dans les deux croisements réciproques, le zygote a reçu ses organites du cytoplasme de l’ovule.

Modèle de la ségrégation cytoplasmique Une cellule peut contenir un certain nombre de mitochondries ou de chloroplastes (organites). Chaque organite peut contenir aussi un certain nombre de chromosomes circulaires.

Croisements et transmission chloroplastique chez les belles-de-nuit Production d’un phénotype de type panaché

Les trois principaux types de cycles sexuels 1 – Le cycle vital diploïde: Mitose = adultes; Méiose = gamètes P. ex, les mammifères

2 – Le cycle vital haploïde: Organismes dans un état haploïde durant la majeure partie de leur vie. La méiose produit des spores (sexuées) haploïdes qui deviennent des adultes (sous forme de réseau ramifié de cellules haploïdes: moisissure; ou sous forme d’une popilation de cellules identiques). Formation d’un méiocte diploïde transitoire où se déroulera la méiose. Par Exemple, la levure (Saccharomyces cerevisiae) et la moisissure orange du pain (Neurospora crassa)

Le cycle vital haploïde

Le cycle vital de Saccharomyces cerevisiae

Le cycle vital de Neurospora crassa

La méiose chez Neurospora

3 - Les cycle vitaux avec alternance de générations haploïdes-diploïdes. Stade diploïde: l’organisme est appelé sporophyte et produit par méiose des spores sexuées. Stade haploïde: l’organisme est appelé gamétophyte et produit des gamètes. Par exemple, fougères et mousses

Le cycle vital diploïde-haploïde

Cycle de vie des fougères