LA MEIOSE A - Généralités 1) Définition

La reproduction sexuée Méiose Spermatogenèse Ovogenèse Gamètes Fécondation

Définition Mode de division des cellules germinales qui permet de maintenir un stock chromosomique diploïde chez les êtres vivants sexués Succession de 2 divisions cellulaires avec une seule réplication d’ADN aboutissant à la formation de 4 gamètes haploïdes par cellule Succession de deux mitoses : Mitose réductionnelle ou hétérotypique Mitose équationnelle ou homotypique

Ces deux divisions permettent d’obtenir des gamètes haploïdes (23 chromosomes) à partir de cellules diploïdes (46 chromosomes). Père Mère 1 1ère division 2ème division Globules polaires non fonctionnels spermatozoides ovocyte

3 étapes réplication du matériel génétique : 46 chromosomes (chr.), 2N ADN--> 46 chr., 4N ADN, division réductionnelle du matériel génétique : 46 chr., 4N ADN----->23 chr., 2N ADN, division équationnelle du matériel génétique : 23 chr. 2N ADN--->23 chr, N ADN.

4 cellules haploïdes à 23 chromosomes et N ADN Phase S pré-méiotique: 2N ADN 4 ADN Cellule mère 46 Chromosomes 4 N ADN 2N Mitose réductionnelle +remaniements génétiques N N 2 cellules à 23 Chromosomes et 2 N ADN Mitose équationnelle N N N N 4 cellules haploïdes à 23 chromosomes et N ADN

MEIOSE NORMALE

LA MEIOSE A - Généralités 1) Définition 2) Durée

DUREE DE LA MEIOSE CHEZ L’HOMME = 24 jours Prophase I : 23 jours Métaphase I Anaphase I 23 heures Télophase I Méiose II : 1 heure CHEZ LA FEMME = très variable de 2O ans à 50 ans

LA MEIOSE A - Généralités 1) Définition 2) Durée 3) Signification génétique

Signification génétique Transmission du patrimoine génétique Réassortiment génique - par ségrégation des chromosomes homologues d’origine paternelle ou maternelle - par crossing – over Déterminisme du sexe

LA MEIOSE A - Généralités 1) Définition 2) Durée 3) Signification génétique B - Aspects morphologiques 1) Mitose I ou Méiose I: réductionnelle a) Prophase I (la + longue +++) - Stade leptotène

Stade leptotène Augmentation du volume nucléaire Individualisation des chromosomes Chaque filament est constitué de deux mol. d’ADN non visible en MO.

Leptotène (Leptos : mince) Les chromosomes apparaissent comme de longs filaments fins

LA MEIOSE A - Généralités 1) Définition 2) Durée 3) Signification génétique B - Aspects morphologiques 1) Mitose I : réductionnelle a) Prophase I la + longue +++ - Stade leptotène - Stade zygotène

Stade zygotène Accentuation de la spiralisation Appariement des chromosomes homologues (bivalents) Apparition de la vésicule sexuelle chez l’homme

Zygotène (Zygos: couple) appariement des deux chromosomes homologues (bivalents) Début de la formation du complexe synaptonémal Direction de l’appariement (fermeture éclair)

Le complexe synaptonémal Nodule de recombinaison Elément central Eléments latéraux Boucles d’ADN des chromosomes appariés

LA MEIOSE A - Généralités 1) Définition 2) Durée 3) Signification génétique B - Aspects morphologiques 1) Mitose I : réductionnelle a) Prophase I la + longue +++ - Stade leptotène ---> individualisation des chr. - Stade zygotène ---> bivalents + vésicule sexuelle - Stade pachytène ---> tétrades

Stade pachytène le plus long Raccourcissement des chromosomes et épaississement par spiralisation Séparation longitudinale des deux chromatides avec aspect de tétrade (deux chromosomes homologues formés chacun de deux chromatides)

condensation des chromosomes Pachytène (Pakos : épais) condensation des chromosomes homologues appariés Nodule de recombinaison 100nm Éléments latéraux Du complexe synaptonémal

LA MEIOSE A - Généralités 1) Définition 2) Durée 3) Signification génétique B - Aspects morphologiques 1) Mitose I : réductionnelle a) Prophase I la + longue +++ - Stade leptotène ---> individualisation des chr. - Stade zygotène ---> bivalents + vésicule sexuelle - Stade pachytène ---> tétrades - Stade diplotène ---> chiasmas et crossing-over

Stade diplotène Début de séparation des chromosomes Apparition des chiasmas : entrecroisements des chromatides permettant un échange segmentaire de matériel génétique entre chromosomes homologues : crossing – over

Diplotène (diplos: double) les bivalents se séparent au niveau des centromères Décondensation de la chromatine et synthèse d’ARN chiasma

LA MEIOSE A - Généralités 1) Définition 2) Durée 3) Signification génétique B - Aspects morphologiques 1) Mitose I : réductionnelle a) Prophase I la + longue +++ - Stade leptotène ---> individualisation des chr. - Stade zygotène ---> bivalents + vésicule sexuelle - Stade pachytène ---> tétrades - Stade diplotène ---> chiasmas et crossing-over - Stade diacinèse ---> terminalisation des chiasmas

les chromosomes se condensent, s’épaississent Diacinèse les chromosomes se condensent, s’épaississent et se détachent de l’enveloppe nucléaire. Les extrémités chromosomiques Se détachent de l’enveloppe nucléaire centromère 4 chromatides Sont visibles Chiasma

Diacinèse:

b) Métaphase I

Positionnement des chromosomes homologues Métaphase I Positionnement des chromosomes homologues sur le fuseau

Bivalents centromères de part et d’autre de la plaque équatoriale Métaphase I Bivalents centromères de part et d’autre de la plaque équatoriale

b) Métaphase I c) Anaphase I

Séparation des chromosomes homologues, Anaphase I Séparation des chromosomes homologues, chaque chromosome est formé de deux chromatides Attraction des chromosomes vers les pôles du fuseau

Anaphase I: séparation des chromosomes homologues

Séparation des chromosomes homologues Anaphase de Méiose I

b) Métaphase I c) Anaphase I d) Télophase I

Télophase I Reconstitution des enveloppes nucléaires sans déspiralisation des chromosomes

Télophase I Réduction chromatique Ségrégation des Chromosomes sexuels dans la cellule germinale mâle

b) Métaphase I c) Anaphase I Séparation des chromosomes homologues d) Télophase I ---> 2 Cellules à n chromosomes et à 2n mol d’ADN 2) Mitose II : équationnelle Pas de réplication d’ADN a) Prophase II

Pas de réplication de l’ADN Prophase II:  Pas de réplication de l’ADN Chomatides remaniées

b) Métaphase I c) Anaphase I Séparation des chromosomes homologues d) Télophase I ---> 2 Cellules à n chromosomes et à 2n mol d’ADN 2) Mitose II : équationnelle Pas de réplication d’ADN a) Prophase II b) Métaphase II

Métaphase II Plaque équatoriale Dédoublement des centromères sur le fuseau de division

b) Métaphase I c) Anaphase I Séparation des chromosomes homologues d) Télophase I ---> 2 Cellules à n chromosomes et à 2n mol d’ADN 2) Mitose II : équationnelle Pas de réplication d’ADN a) Prophase II b) Métaphase II

Séparation des chromatides de chaque chromosome Anaphase de Méiose II

b) Métaphase I c) Anaphase I Séparation des chromosomes homologues d) Télophase I ---> 2 Cellules à n chromosomes et à 2n mol d’ADN 2) Mitose II : équationnelle Pas de réplication d’ADN a) Prophase II b) Métaphase II c) Anaphase II Séparation des chromatides d) Télophase II

TélophaseII: formation de 4 cellules haploïdes à N chromosomes et n molécules d’ADN.

b) Métaphase I c) Anaphase I Séparation des chromosomes homologues d) Télophase I ---> 2 Cellules à n chromosomes et à 2n mol d’ADN 2) Mitose II : équationnelle Pas de réplication d’ADN a) Prophase II b) Métaphase II c) Anaphase II Séparation des chromatides d) Télophase II ---> 2 Cellules à n chromosomes et n mol d’ADN

C - Phénomènes génétiques a) Réduction chromosomique

C - Phénomènes génétiques a) Réduction chromosomique b) Brassage génétique Ségrégation des chr. Paternels et maternels Crossing-over

LE BRASSAGE GÉNÉTIQUE ségrégation indépendante des chromosomes de même origine Lors de la métaphase de la méiose I, les chromosomes d’origine paternelle ou maternelle se fixe de manière aléatoire de part et d’autre de la plaque équatoriale Probabilité que les chromosomes de même origine migrent au même pole est de 1 /2 23 (1/8 millions) les cytes II possèdent des chromosomes paternels et maternels

Le crossing over - Échange segmentaire de matériel génétique entre chromosomes homologues d’une chromatide à l’autre Prophase I au stade diplotène grâce à la constitution de chiasma - Echanges réciproques selon les lois du hasard

Echanges génétiques entre chromatides de chromosomes homologues 4 chromatides d’un bivalent Chromatides 2 et 3 Chromatides 2 et 4 Chromatides 1 et 3 Echanges génétiques entre chromatides de chromosomes homologues

II- Déroulement de la spermatogenèse ENJAMBEMENT OU CROSSING OVER

C - Phénomènes génétiques a) Réduction chromosomique b) Brassage génétique Ségrégation des chr. Paternels et maternels Crossing-over c) Déterminisme du sexe

Séparation des chromosomes sexuels Formule chromosomique spermatique : 23,X ou 23,Y.

C - Phénomènes génétiques a) Réduction chromosomique b) Brassage génétique Ségrégation des chr. Paternels et maternels Crossing-over c) Déterminisme du sexe D - Anomalies de la méiose

LES ANOMALIES DE LA MEIOSE Non disjonction des chromosomes (méiose I ou II) Non disjonction des chromosomes homologues non sexuels Résultat trisomie autosomique Individu avec 47 chromosomes : trisomie 21 Individu avec 45 chromosomes : monosomie Non disjonction des chromosomes sexuels Syndrome de Turner 45X ou Klinefelter 47XXY

Cellule diploïde à 4N ADN Réplication de l’ADN Cyte I Cyte II gamètes Cellule haploïde à N ADN

Anomalies de ségrégation des chromosomes Méiose I Méiose II trisomie disomie trisomie monosomie disomie trisomie monosomie monosomie

Anomalies de la recombinaison génétique Translocation, inversion, délétion Translocation compensée (pas de perte matériel génétique) Translocation non compensée (perte de matériel génétique) Ex Translocation 14-21 Mutations géniques Augmentent avec l’age En général, les anomalies chromosomiques majeures entraînent l’avortement. 50 % des conceptions aboutissent à un avortement spontané (anomalie chromosomique majeure)