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Évolution et Diversité du Vivant
(101-NYA-05)
Cours 3
(Troisième partie)
LA MÉIOSE
Bernadette Féry
Hiver 2007
Source
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
La méiose se produit dans les organes reproducteurs et
divise une cellule mère en gamètes chez les animaux et en
spores chez les végétaux
Le but général de la méiose est de permettre la production
éventuelle de gamètes qui pourront se féconder et assurer
ainsi la reproduction de l’espèce
Définition de la méiose
Les phases de la méiose
Un résumé de la méiose pour une cellule à (4)
chromosomes appariables en paires
Une étude détaillée de la méiose
La méiose produit de la diversité génétique via les
enjambements et les assortiments indépendants
Les rôles de la méiose
Comparaison de la mitose et de la méiose
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
ANIMAUX
VÉGÉTAUX
La méiose a lieu dans les gonades mâles
(testicules) et gonades femelles (ovaires).
Les cellules produites sont les gamètes
(spermatozoïde et ovule) ou cellules
sexuelles ou cellules reproductrices.
Gonade mâle
Gonade femelle
Testicule : site de formation des
spermatozoïdes à partir des spermatocytes I
Ovaire :
site de
formation
des ovules
à partir des
ovocytes I
La méiose a lieu dans les fleurs mâle
(étamine) et femelle (pistil).
Les cellules produites sont les spores.
Elles se développeront par mitose et
produiront les gamètes mâles et femelles.
Fleur mâle
Fleur femelle
Ovule : site de
formation des
spores femelles à
partir des cellules
mères des spores.
Sac pollinique : site
de formation des
spores mâles à partir
des cellules mères
des spores.
Taggart (1eéd.) — Figure 10.2 : 164
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 l’espèce
ANIMAUX
Zygote 2n
Organisme pluricellulaire
S
Fécondation
VÉGÉTAUX
Gamètes n
Méiose
Organisme pluricellulaire
Zygote 2n
Mâle
(Pollen)
Femelle
(Sac embryonnaire)
Méiose
Fécondation
Gamètes n
Gamètes n
Organisme pluricellulaire
Organisme pluricellulaire
Spores n
3.
Définition de la méiose
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.
La méiose introduit de
la variabilité génétique
chez les descendants
car ceux-ci sont issus
du réassemblage du
demi lot génétique de
deux parents.
Les deux
homologues de
chaque paire se
répliquent et
deviennent 2
chromosomes
doubles.
La première
division sépare
chaque paire
d’homologues.
La deuxième
division
sépare
chaque
chromosome
double (le
ramène à
l’état simple).
Interphase
2 chromosomes
2n = 2
n =1
Méiose I
Division
réductionnelle
1 chromosome
Le nombre de
chromosome est
réduit de moitié.
Méiose II
Division
équationnelle
1 chromosome
On garde le
même nombre de
chromosomes.
4. Les phases de la méiose
INTERPHASE
Réplication de
l’ADN 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 s’écoule un
certain intervalle appelé
intercinèse (interphase II).
Chez d’autres espèces, les
cellules filles de la
télophase I se préparent
immédiatement à la
seconde division
méiotique.» Campbell, 2eéd.,
p. 257
Pas de réplication d’ADN ni
des centrosomes et
centrioles associés
durant cette période (d’après
Taggart, 1e 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.
5.
Un résumé de la méiose pour une cellule à (4) chromosomes
appariables en paires
MÉIOSE I
Réductionnelle
4 chromosomes
répliqués
2n = 4
2 centrosomes et 4
centrioles
Prophase 1
4 chromosomes
doubles
2n = 4
2 centrosomes et 4
centrioles
Métaphase 1
Anaphase 1
4 chromosomes
simples
2n = 4
1 centrosome et 2
centrioles
Télophase 1
et
cyctocinèse
DURANT L’INTERPHASE (Avant la méiose)
2 chromosomes
doubles
2 chromosomes
doubles
n =2
n =2
1 centrosome et 2
centrioles
1 centrosome et 2
centrioles
MÉIOSE II
Équationnelle
Comme une mitose
2 chromosomes doubles
2 chromosomes doubles
n =2
n =2
1 centrosome et 2 centrioles
1 centrosome et 2 centrioles
Prophase 2
Prophase 2
Métaphase 2
Métaphase 2
Anaphase 2
Anaphase 2
Télophase 2
et
cyctocinèse
Télophase 2 et
cyctocinèse
2 chromosomes simples
2 chromosomes simples
2 chromosomes simples
2 chromosomes simples
n =2
n =2
n =2
n =2
6. Une étude détaillée de la méiose
AVANT LA MÉIOSE , À LA FIN DE L’INTERPHASE
• Durant l’interphase, 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.
Centrosomes
(avec 2 paires de centrioles)
Membrane
nucléaire
Lys (U. Wisconsin)
Chromatine
Campbell (2eéd.) — Figure 13.7 : 256
Méiose I : prophase I — métaphase I — anaphase I — télophase I
PROPHASE 1
• Le fuseau de division s’installe 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, s’apparie avec son homologue.
• Un enjambement se produit puis, chaque
chromosome double se détache de son
homologue avant de s’attacher aux fibres
du fuseau.
Croisement (chiasma) des
chromatides homologues
suivi d’un enjambement
(un échange génétique)
Fuseau de
division
(2) homologues appariés
Chromatides
sœurs
Lys (U. Wisconsin)
(2) homologues
appariés
Campbell (2eéd.) — Figure 13.7 : 256
Méiose I : prophase I — métaphase I — anaphase I — télophase I
MÉTAPHASE 1
• Les paires de chromosomes
homologues s’alignent à la plaque
équatoriale guidés par les microtubules
du fuseau.
• C’est le hasard qui détermine lequel des
deux homologues se place d’un côté ou
l’autre de la plaque.
Microtubule
kinétochorien
Plaque
équatoriale
Centromère avec
kinétochore
Lys (U. Wisconsin)
Campbell (2eéd.) — Figure 13.7 : 256
Méiose I : prophase I — métaphase I — anaphase I — télophase I
ANAPHASE 1
Chaque chromosome double se
sépare de son homologue et se
déplace vers l’un ou l’autre des
pôles du fuseau (à mesure que sa
fibre fusoriale raccourcit).
Séparation des paires
homologues
Microtubule kinétochorien
Chromatides sœurs
encore liées
Campbell (2eéd.) — Figure 13.7 : 256
Lys (U. Wisconsin)
Méiose I : prophase I — métaphase I — anaphase I — télophase I
TÉLOPHASE 1
Chaque extrémité de
la cellule en division
possède maintenant
un nombre haploïde
de chromosomes (n)
mais ceux-ci sont
encore à l’état 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).
Reformation des noyaux et
décondensation des chromosomes
(certaines espèces)
Campbell (2eéd.) — Figure 13.7 : 256
Lys (U. Wisconsin)
MÉIOSE II
Télophase I
Selon les espèces,
il y a une
intercynèse ou
non. S’il y a
intercynèse, les
chromosomes se
décondensent et
les noyaux se
reforment.
Prophase II
Métaphase II
Les deux centrioles de
chacune des nouvelles
cellules s’écartent l’un
de l’autre et un
nouveau fuseau de
division se forme.
Chaque chromosome
double se lie
maintenant au fuseau
et amorce son
déplacement vers la
plaque.
Tout les
chromosomes
se trouvent
maintenant à
l’équateur du
fuseau.
Anaphase II
Les chromatides
sœurs de chaque
chromosome
double se séparent
l’une de l’autre
formant ainsi des
chromosomes
simples. Ceux-ci se
déplacent vers l’un
ou l’autre 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.
Lys (U. Wisconsin)
7. La méiose produit de la diversité génétique (nombreux gamètes
différents) via les enjambements et les assortiments indépendants
En prophase 1, les
enjambements mélangent
les gènes parentaux
• Les homologues
s’approchent, se cassent
à certains endroits
(chiasma) puis échangent
leurs gènes ; c‘est une
recombinaison.
• Phénomène qui produit
des chromosomes
légèrement différents
(chromosomes
recombinés à partir des
chromosomes parentaux)
Paternel
Prophase 1
Maternel
Chiasma (site
d’échange)
Métaphase 1
Métaphase 2
Gamètes
Chromosomes
recombinés
Campbell (2eéd.) — Figure 13.10 : 260
En métaphase1, les assortiments indépendants mélangent les chromosomes
Les paires homologues se disposent de façon aléatoire de part et d’autre de la
plaque équatoriale et ce, de façon indépendante des autres paires. Ainsi, l’un
ou l’autre des (2) homologues peut se retrouver dans un gamète.
Chaque disposition
équivaut à un
assortiment et
chaque
assortiment produit
deux sortes de
gamètes.
On peut facilement
calculer le nombre
possible d’assortiments
différents et le nombre
de gamètes résultant.
2 n-1 assortiments
possibles produisent
2n sortes de gamètes
où n est le nombre de
paires
Un assortiment
(Possibilité no 1)
Un autre assortiment
(Possibilité no 2)
Deux combinaisons
chromosomiques
également probables
à la métaphase I
Métaphase II
Gamètes
Combinaison no 1
Combinaison no 1
Combinaison no 1
Combinaison no 1
Campbell (2eéd.) — Figure 13.9 : 259
Exercice
2 n-1 assortiments possibles produisent 2n
sortes de gamètes où n est le nombre de paires
1. Une cellule possède 8 chromosomes appariables en paires.
•
•
•
•
•
Combien d’assortiments sont possibles, à la métaphase I ? 2 n-1 = 2 4-1 = 2 3 = 8
Combien de gamètes différents seront issus de tous ces assortiments ? 2 n = 2 4 = 16
Combien faudrait-il de méioses pour produire tous ces gamètes ? 8
Combien de gamètes «différents» sont produits pour chaque assortiment ? 2
Combien de gamètes sont produits pour chaque assortiment ? 4
2. Une cellule possède 23 paires homologues.
•
•
•
•
•
Combien d’assortiments sont possibles, à la métaphase I ? 2 n-1 = 2 23-1 = 2 22
2 n = 2 23
Combien de gamètes différents seront issus de tous ces assortiments ?
Combien faudrait-il de méioses pour produire tous ces gamètes ? 2 22
Combien de gamètes «différents» sont produits pour chaque assortiment ? 2
Combien de gamètes sont produits pour chaque assortiment ? 4
8. Les rôles de la méiose
Produire les gamètes
(tôt ou tard) qui se
fécondent et assurent
la reproduction de
l’espèce.
Noyau de l’ovule
Noyau du spermatozoïde
Source
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
d’engendrer de nombreux
descendants génétiquement
variés.
Coccinelles asiatiques
Campbell (1eéd.
Française) —
Figure 12.11 : 255
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 l’évolution de l’espèce.
9.
Comparaison de la mitose et de la méiose
Campbell (2eéd.) — Figure 13.8 : 258
FIN DE LA
TROISIÈME
PARTIE
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