Génétique et Sexualité

Génétique et Sexualité
1 Avantage de la sexualité
Les phénomènes de reproduction et de sexualité ne sont pas systématiquement liés. La
reproduction (seule présente dans les actes de reproduction asexuée) a pour seul objectif de
multiplier les individus et de perpétuer l'espèce.
La sexualité est souvent associée à l'acte de reproduction (on parle alors de reproduction
sexuée), mais elle a parfois lieu indépendamment, comme chez certains protozoaires et
protophytes. Il s'agit dans ce cas d'un contact (= la conjugaison) entre deux individus de
types sexuels différents, au cours duquel les deux organismes s'échangent des copies de leur
génome. Cet acte sexuel est une source de diversification du patrimoine héréditaire de
l'individu, conférant à l'espèce une plus grande chance d'adaptation lors des modifications
éventuelles des conditions du milieu de vie.
Chez les organismes supérieurs, la diversification du patrimoine génétique de l'espèce
est assurée par l'union de deux gamètes, dont chacun porte un génome original à l'issue de
la recombinaison génétique de la méiose précédant la formation des gamètes (conséquence
du crossing-over).
2 Mâle, femelle, et les autres sexes...
Nous sommes habitués à penser à la sexualité en termes de "mâle" et "femelle" (ou de
"+" et de "-" chez les champignons hétérothalliques), nous référant à notre espèce et à
celles que nous rencontrons habituellement. Mais cette dualité sexuelle n'est pas unique. On
connaît chez une variété de l'espèce de protozoaire cilié Paramecium bursaria pas moins de
8 types sexuels ("mating types") tous identiques morphologiquement ; un individu d'un type
donné ne se croise pas avec un individu du même type que lui, mais échange du matériel
génétique avec un individu de n'importe lequel des sept autres types sexuels.
3 Détermination du sexe et hérédité
La plupart des mécanismes de détermination du sexe sont sous contrôle génétique.
3.1 Mâles hétérogamétiques
Dans l'espèce humaine, les femmes portent dans le noyau de chacune de leurs cellules
23 paires de chromosomes homologues, soit un jeu de 23 chromosomes provenant de leur
mère et un autre jeu provenant de leur père. Par contre, les hommes possèdent 22 paires de
chromosomes semblables (semblables quant aux caractères portés, même si les allèles y
sont différents) et 1 paire de chromosomes différents, l'un présentant la forme d'un "X" (à
l'état dupliqué), et l'autre celle d'un "Y". Cette 23 è paire de chromosomes est faite de deux
"X" chez la femme .

"X" et "Y" sont les chromosomes sexuels, encore appelés gonosomes (du grec "gonos" =
"semence"), allosomes (du grec "allos" = "autre") ou hétéro(chromo)somes (du grec
"heteros" = "autre"), par opposition aux 44 autosomes (du grec "autos" = "soi-même").
Chez l'homme et les autres mammifères, la présence d'un chromosome "Y" détermine la
masculinité, son absence la féminité.
Même si les gonosomes X et Y sont de taille différente, le fait qu'ils s'apparient durant la
méiose pour former une tétrade indiquent qu'ils contiennent au moins une portion
homologue. Les caractères déterminés par des allèles portés par cette portion homologue
sont indirectement liés au sexe et ils se comportent comme les caractères autosomiques.
Par contre, les caractères portés par les portions non homologues sont directement liés
au sexe et leur génétique est particulière. Etant donné que le chromosome X est nettement
plus grand que le chromosome Y, les caractères liés au sexe sont presque toujours portés par
le gonosome X. Chez l'homme, le daltonisme (confusion de certaines couleurs) et
l'hémophilie (coagulation du sang anormalement longue) sont déterminés par des allèles
récessifs portés par la portion du chromosome X non homologue au chromosome Y, mais
l'hypertrichose des oreilles est déterminée par un allèle porté par la petite portion du
chromosome Y non homologue au chromosome X. Ce dernier caractère ne s'exprime que
chez les mâles et est toujours transmis de père en fils: on parle d'un caractère holandrique.
Un individu possédant une vision normale reconnaît, dans les deux figures, les chiffres 6
et 12. Dans le cas d'une cécité à la couleur, le daltonien au rouge-vert ne percevra pas le 6
alors que celui qui ne peut distinguer le bleu du jaune sera incapable de voir le 12.

La famille de la reine Victoria d'Angleterre comptait parmi ses représentants mâles un
certain nombre d'hémophiles. La reine Victoria était porteuse du gène de l'hémophilie, et, à
travers divers mariages, ce gène de l'hémophilie se répandit dans les familles royales
d'Europe, où il affecta les hommes, car il est porté par le chromosome X.
Arbre généalogique simplifié des familles princières d'Europe marquées par l'hémophilie,
exemple d'hérédité liée au sexe. Comme la reine Victoria était porteuse de ce gène récessif

porté par le chromosome X, chacun de ses fils pouvait être hémophile dans 50% des cas et
chacune de ses filles pouvait être porteuse dans 50% des cas. Cet arbre ne tient compte que
des individus affectés par la maladie.
Considérant les génotypes sexuels mâle "XY" et femelle "XX" des mammifères, on
comprend aisément qu'il existe deux types différents de spermatozoïdes émis en
proportions égales et portant soit "X", soit "Y" (on parle de mâles hétérogamétiques), et un
seul type d'ovule, portant systématiquement "X" (on parle de femelles homogamétiques). Il
s'ensuit que c'est le spermatozoïde qui détermine, par la nature de son gonosome, le sexe
de l'enfant.
Si un caractère est porté par la portion du chromosome "X" non homologue du
chromosome "Y", l'application des lois de Mendel explique quelques curieuses observations.
On sait par exemple que, chez les chats domestiques, les mâles peuvent être noirs ou jaunes
et les femelles noires, jaunes ou au pelage mosaïque jaune et noir. Si l'on appelle l'allèle
jaune "J" et l'allèle noir "N", et si l'on considère que le caractère est porté par X, les chattes
peuvent avoir pour génotype X
J
X
J
, X
J
X
N
ou X
N
X
N
, tandis que les chats ne peuvent être que X
J
Y
ou X
N
Y.
Chat domestique Felis catus, Felidae "écaille de tortue" (Watermael-Boitsfort, Brabant,
Belgique - 08/07/2002 - Diapositive originale réalisée par Eric Walravens). L'expression
simultanée des couleurs jaune (production d'eumélanine inhibée) et noire (production
normale d'eumélanine), dont les allèles sont portés par le chromosome sexuel X, indique la
présence de deux chromosomes X, donc le sexe femelle de l'animal.
Chez certaines punaises et sauterelles, les mâles sont bien hétérogamétiques, mais il
n'existe pas de chromosome Y: les spermatozoïdes possèdent soit X, soit aucun gonosome.
Le génotype sexuel des mâles est X- (ou XO) et celui de la femelle XX.

Leptophyes punctatissima mâle et femelle, Tettigoniidae, Orthoptères (Hamois, Condroz,
Province de Namur, Belgique - 26/08/1995 - Diapositive originale réalisée par Eric
Walravens). Il s'agit d'une espèce de sauterelle commune en Belgique, mais discrète, qui
fréquente volontiers les haies de framboisiers.
3.2 Femelles hétérogamétiques
Chez les papillons (dont le ver à soie et les mites), les phryganes et certains oiseaux et
poissons, ce sont les femelles qui sont hétérogamétiques et portent un chromosome
similaire au gonosome Y des mammifères. On désigne habituellement le génotype des mâles
par ZZ et celui des femelle par ZW.
Imago de phrygane, Trichoptère, Insecte (Hamois, Condroz, Province de Namur, Belgique
- 30/09/1989 - Diapositive originale réalisée par Eric Walravens).
Chez le poulet domestique, les femelles ne portent qu'un gonosome Z, l'autre étant
inexistant, et les mâles sont ZZ. On symbolise parfois le génotype femelle par ZO au lieu de
Z-.