La méiose permet la production de cellules haploïdes à partir de cellules diploïdes, assurant ainsi l'alternance entre une phase diploïde et une phase haploïde au cours du cycle de développement sexué. Lors de la méiose a lieu un brassage interchromosomique et un brassage intrachromosomique que nous allons décrire.

Le déroulement de la méiose

Un gamète est une cellule reproductrice sexuelle haploïde (à n chromosomes) capable de fusionner avec un autre gamète pour former une cellule-œuf ou zygote diploïde (à 2n chromosomes). Ces gamètes haploïdes sont eux-mêmes issus de cellules germinales diploïdes. C'est la méiose qui permet le passage de cellules diploïdes à des cellules haploïdes. C’est au sein de l’appareil reproducteur (testicules et ovaires chez les animaux, étamines et ovaire chez les végétaux) que se déroule la méiose.

Alternance de phase haploïde et phase diploïde chez l'être humain

Alternance des phases haploïde et diploïde chez l'être humain

Pour aboutir à ce résultat, deux divisions cellulaires successives sont nécessaires. Une cellule diploïde formera donc quatre cellules haploïdes lors de la méiose.

La division réductionnelle et la division équationnelle de la méiose

Division cellulaire lors de la méiose

La 1re division est appelée division réductionnelle (méiose I) car elle réduit le nombre de chromosomes (on passe de 2n chromosomes à n chromosomes). Elle est précédée comme pour la mitose d'une synthèse d'ADN et comprend quatre étapes : la prophase I, la métaphase I, l'anaphase I et la télophase I.

La méiose I (division réductionnelle)

La méiose I (division réductionnelle)

À ce stade, nous avons donc deux cellules haploïdes à n chromosomes à deux chromatides. Chacune de ces deux cellules-filles vont s'individualiser et entrer de nouveau en division (dite division équationnellesans synthèse d'ADN, comprenant quatre étapes : la prophase II, la métaphase II, l'anaphase II et la télophase II.

La méiose II (division équationnelle)

La méiose II (division équationnelle)

Nous étions partis d'une cellule diploïde à 2n chromosomes à 2 chromatides et nous aboutissons à quatre cellules haploïdes à n chromosomes à 1 chromatide.

Les étapes de la méiose : Prophase, Métaphase, Anaphase et TélophaseLes étapes de la méiose

La méiose est l'un des mécanismes qui contribue à la diversité génétique. Deux événements lors de la méiose permettent un brassage génétique qui aboutit à une immense diversité de gamètes. Le premier se déroule lors de la prophase de la 1re division, c'est le brassage intrachromosomique. Le second a lieu lors de l'anaphase de la 1re division, c'est le brassage interchromosomique.

Brassage intrachromosomique, le crossing over

Lors de la prophase I, les chromosomes homologues s'associent pour former des paires : on dit qu'ils forment des bivalents. Il arrive que des portions de chromatides appartenant à deux chromosomes homologues s'échangent réciproquement, c’est le crossing over. Ce crossing over a lieu par l’intermédiaire de figures d’enjambement ou chiasma visible au microscope.

chiasma lors d'un crossing over pendant la méiose

Chiasma lors d'un crossing-over

Sans crossing over, les gamètes résultant de la méiose sont des gamètes de type parental. Les combinaisons d'allèles sont les mêmes que ceux de la cellule mère.

Par contre, lorsqu'un crossing-over intervient, deux nouvelles combinaisons d'allèles apparaissent issues de l'échange d'une portion de chromatide. Ce sont des gamètes recombinés de type non-parental. Les combinaisons d'allèles ne sont pas présentes naturellement dans la cellule mère.

Le brassage intrachromosomique lors de la méiose, crossing-over

Crossing-over lors de la méiose

Détail d'un crossing-over

L'appariment des chromosomes d'une même paire est réalisé à l'aide d'un complexe protéique appelé complexe synaptonémal. Lorsque le complexe synaptonémal est complètement formé, d'autres protéines (les nodules de recombinaison) parcourent ce complexe et réassocient les chromatides par crossing-over. Les nodules de recombinaison reconnaitraient des séquences d'ADN particulières sur les chromosomes qui enclencheraient le processus de crossing-over. Ses séquences d'ADN sont appelées points chauds de recombinaison et plus on se rapproche d'elles, plus il est probable qu'un crossing-over ait lieu. Les crossing-over ne sont donc pas un phénomène aléatoire.

Complexe synaptonémal lors d'un crossing over pendant la méiose

Le complexe synaptonémal

Le brassage interchromosomique

Lors de la métaphase I (1re division de méiose), les chromosomes d'une même paire sont disposés aléatoirement de part et d'autre du plan équatorial de la cellule. De ce fait, lors de l'anaphase I, la migration des chromosomes vers les pôles opposés de la cellule se fait aussi de manière aléatoire et indépendante.

Pour 2n chromosomes, il y a 2n combinaisons possibles donc 2n gamètes possibles. Dans le cas de l'Homme, n = 23 donc le nombre de combinaison possible est de 223 soit 8 388 608.

Le brassage interchromosomique lors de la méiose

Brassage inter-chromosomique lors de la méiose

 

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