La transmission du matériel génétique passe par des processus au déroulement précis : la mitose pour la transmission du matériel génétique au sein de l'organisme, la méiose pour la transmission de l'information génétique à la descendance.
Transmission du matériel génétique dans un organisme
Lors de la création de nouvelles cellules - pour la croissance ou pour le renouvellement des cellules), le matériel génétique est transmis dans son intégralité aux nouvelles cellules créées. Le processus qui permet cette multiplication des cellules et la transmission du matériel génétique qu’elles renferment s’appelle la mitose.
La chromatide (forme de bâtonnet) de chaque chromosome se duplique et forme ainsi un chromosome à 2 chromatides identiques (forme de X). Cette première étape est appelée « prophase ».
Étape 2 : migration des chromosomes à l'équateur de la cellule
Après duplication du matériel génétique, la cellule mère est prête à se diviser. La membrane du noyau est destructurée pour permettre le mouvement des chromosomes. Les chromosomes vont alors se ranger à l'équateur de la cellule. Cette seconde étape est appelée « métaphase ».
Étape 3 : séparation des chromatides et migration aux pôles de la cellule
Les centromères (partie qui lie les deux chromatides identiques d'un chromosome) se rompent. Les chromatides se séparent et se dirigent chacune vers un pôle de la cellule. Cette troisième étape est appelée « anaphase ».
Étape 4 : strangulation du cytoplasme cellulaire et formation de membranes nucléaires aux pôles
La cellule s'allonge et se rétrécit au centre. Le cytoplasme cellulaire s'étrangle et sépare progressivement les deux lots de chromosomes constitués lors de la séparation. Une membrane nucléaire se constitue autour de chaque lot. Cette étape est appelée « télophase ».
Étape 5 : obtention des deux cellules filles identiques
La mitose est terminée. Elle permet d'obtenir deux cellules-filles identiques, contenant exactement le même matériel génétique que la cellule-mère.
Transmission du matériel génétique à la descendance
La transmission du matériel génétique à la descendance se fait grâce aux gamètes, c'est-à-dire les cellules reproductrices mâles (spermatozoïdes) et femelles (ovules). Ces gamètes contiennent chacun un exemplaire de chaque chromosome (c’est-à-dire la moitié du matériel génétique contenu dans une cellule somatique). Le matériel génétique de chaque individu est ainsi hérité pour moitié du père et pour moitié de la mère.
Les gamètes sont formés lors d’un processus complexe, appelé méiose. Au cours de ce processus les cellules à 2n chromosomes (contenant deux exemplaires de chaque chromosome) se divisent pour former des cellules sexuelles à n chromosomes (contenant un exemplaire de chaque chromosome).
Déroulement de la méiose
Étape 1 : duplication du matériel génétique
La chromatide (forme de bâtonnet) de chaque chromosome se duplique et forme ainsi un chromosome à deux chromatides identiques (forme de X). Les chromosomes homologues se regroupent. Des crossing-over (voir dernier paragraphe) peuvent se produire à ce moment-là.
Les chromosomes homologues se séparent en deux lots. Il y a alors brassage des chromosomes car ces derniers vont dans l'un ou l'autre lot de façon aléatoire.
Dans notre exemple, avec deux paires de chromosomes homologues, il y a deux possibilités de séparation en deux lots.
Étape 3 : formation de deux cellules
À l'issue de la première division de méiose, deux cellules sont formées, chacune contenant un exemplaire de chaque chromosome (à deux chromatides). Ce sont des cellules à n chromosomes.
Étape 4 : deuxième division de méiose
Les chromatides des chromosomes de séparent. Chaque cellule entrant en méiose donne ainsi quatre gamètes contenant n chromosomes à une chromatide.
La méiose : clé de la diversité génétique
Pour le cheval, qui possède 32 chromosomes, il existe 232, soit 4 294 967 296 gamètes différents possibles !
À ce nombre de gamètes possibles s’ajoute la diversité liée au phénomène du crossing-over. En début de méiose, les paires de chromosomes homologues peuvent s’échanger des fragments. Ce phénomène contribue au brassage génétique, puisque les chromosomes ne sont alors pas identiques à chaque méiose.
Lors de la fécondation, les gamètes fusionnent, formant ainsi une cellule pourvue d’un nouveau matériel génétique, composé pour moitié des chromosomes issus du père et pour moitié de ceux issus de la mère. Le génotype ainsi formé, qui sera celui du nouvel individu à naître, est unique.
En savoir plus sur nos auteurs
Margot SABBAGH Ingénieure de projets & développement « Génétique des équidés » IFCE
