Reproduction sexuée et méiose Flashcards
Reproduction ?
Production de nouveaux individus à partir d’anciens. Un parent–> reduction asexuée, deux parents –>reproduction sexuée
Reproduction sexuée (caractéristiques principales)
ceux qui se reproduisent ont une descendance qui leur ressemble, deux parents, transmissionn aux descendants d’une partie de l’information génétique
Hérédité (définition)
Transmission des caractères héréditaires (taches de rousseur, couleur des yeux …) d’une génération à la suivante
Génétique (définition)
Science qui étudie l’hérédité et la variation chez les individus
Reproduction asexuée (caractéristiques principales)
ceux qui se reproduisent génèrent des individus génétiquement identiques (rares exceptions). Un parent. transmission aux descendants de la totalité de l’info génétique.
Les effets cumulatifs des protéines ?
déterminent “les caractères héréditaires” de l’organisme
Caractéistiques (plus précises) de la reproduction asexuée
Un parent transmet une copie de tous ses gènes à chacun de ses descendants. Production de clones (génétiquement identiques au parent). Par scissiparité (=fission binaire) chez les procaryotes. Par mitose chez les eucaryotes. Par parthénogenèse chez les eucaryotes.
Reproduction asexuée (exemple)
- bourgeonement de l’hydre (animal) par mitose
- scissiparité de E. coli
- formation de colonies chez les coteaux (les polypes restent liés)
- reproduction par frangmentation chez l’anémone de mer
Caractéistiques (plus précises) de la reproduction sexuée
Deux parents produisent des gamètes qui se fécondent. Les descendants sont différents “génétiquement” de leurs parents car issue d’une combinaisons unique de gènes parentaux. Grace à la MEIOSE (chez les euc. seulement)
Reproduction sexuée (exemple)
- reproduction du pommier suite à la fécondation des gamètes dans ses fleurs avec production de graines
- reproduction de la grenouille suite à la fécondation des gamètes avec production d’oeufs fécondés
Cycle de développement (définition)
Correspond à la vie d’un organisme de sa conception jusqu’à la production de ses descendants.
Nombre de cellules moyen d’un hommes ?
10^13
Cycle de développement sexué ? (général)
Il y a alternance entre une phase diploïde et une phase haploïde. Le moment ou à lieu l’alternance entre les deux phases et leurs durées relative permet de distinguer différents types de cycles.
Phase diploïde (définition)
issue de la fécondation des gamètes, 2n
Phase haploïde (définition)
issue de la méiose, n
Les 3 principaux types de cycles sexués
- cycle diplonte (animaux et certains protistes) : les gamètes sont les seules cellules haploïdes
- cycle haplonte (eumycètes et certains protiste) : seul le zygote est diploïde
- cycle haplo-diplonte ou diplo-haplonte (végétaux et certains protistes) : 2 organismes pluricellulaires, l’un haploïde et l’autre diploïde
Cycle diplonte
plupart des animaux. L’organisme pluricellulaire est diploïde. Période haploïde réduite aux gamètes. L’organisme diploïde produit par méiose des gamètes (n) qui ne se divisent plus avant la fécondation. Les gamètes meurent ou se fécondent. Le zygote diploïde (2n) issu de la fécondation se divise ensuite par mitose et produit un organisme pluricellulaire diploïde (2n).
Cycle haplonte
plupart des eumycètes. L’organisme pluricellulaire est haploïde. Période diploïde réduite au zygote.
Reproduction asexuée :dans des conditions favorables, l’organisme hapl. se reproduit le plus souvent par mitose
Reproduction sexuée : en général qd les conditions du milieu sont défavorables. 2 gamètes haploïdes (n) fusionnent pour former un zygote diploïde (2n) résistant. Dès que les conditions le permettent, le zygote se divise par méiose en cellules haploïdes qui formeront les adultes haploïdes par mitose.
Exemple du cycle haplonte de l’algue unicellulaire Chlamydomonas
En réponse à un facteur de stress (assèchement, baisse des nutriments) les cellules se transforment en gamètes. Les gamètes de types sexuels opposés fusionnent. Le zygote sécrète une enveloppe qui protège la cellule des mauvaises conditions. Qd les conditions redeviennent favorables, la méiose produit 4 individus haploïdes qui deviennent des cellules matures (2 de chaque type). Lorsqu’elle se reproduit par voie asexuée, la cellule mature résorbe ses flagelles puis se divise 2x par mitose engendrant 4 cellules. Les cellules filles ainsi formées acquièrent des flagelles et deviennent des cellules matures.
Cycle haplo-diplonte ou diplo-haplonte
Chez les végétaux. 2 organismes pluricellulaires se reproduisent en alternance, l’un haploïde et l’autre diploïde. C’est une alterance de générations. Généralement un des organismes pluricellulaires est plus développé en taille.
Gamétophyte ?
organisme pluricellulaire haploïde qui forme des gamètes (n) par mitose.
Sporophyte ?
organisme multicellulaire diploïde qui produit des spores (n) par méiose
Génération du gamétophyte ?
Formation de gamètes (n) par mitose. La fécondation produit un zygote diploïde. Le zygote se divise par mitose pour générer le sporophyte.
Génération du sporophyte ?
Production de spores (n) par méiose. La spore se divise par mitose pour devenir un gamétophyte.
Exemple du cycle de la fougère
Chez la fougère c’est le sporophyte (2n) qui prédomine. Les gamétophytes sont des petites structures qui croissent à la surface du sol ou sous la terre. Les spores sont produitent dans les sporange du sporophytes (les sporanges sont regroupés en sores). Les sporanges libèrent des spores (n). La spore devient un gamétophyte (n). Il y a fécondation entre spermatozoïdes et oosphère. Le zygote devient un sporophyte qui croit hors du gamétophyte.
Fécondation chez la fougère
Les anthéridies libèrent les spermatozoïdes. Les archégones contiennent l’oosphère. Les spermatozoïdes utilisent leur flagelle pour nager vers l’oosphère.
Spore (définition)
unité de reproduction capable de générer un organisme sans avoir à s’unir avec une autre cellule reproductrice.
Gamète
cellule reproductrice haploïde (mâle ou femelle)
Zygote
cellule diploïde provenant de la fécondation, fusion de 2 gamètes
Sporange
structure pluricellulaire du sporophyte, à l’interieur de laquelle sont produites les spores (par méiose)
Gamétange
structure pluricellulaire du gamétophyte où se forment les gamètes (par mitose)
Anthéridie
gamétange mâle, contient les spermatozoïdes
Archégone
gamétange femelle, contient une oosphère
Fécondaion (dans un cycle diplonte)
fusion des gamètes, 2 jeux haploïdes se regroupent : le nombre chromosomique devient diploïde chez le zygote
Méiose (dans un cycle diplonte)
production de gamètes dans les gonades, réduction de moitié du nombre de jeux de chromosomes dans les gamètes : le nombre chromosomique devient haploïde dans les gamètes
Cellules somatiques
cellules du corps, elles génèrent par mitose des cellules diploïdes génétiquement identiques
Cellules germinales
=lignée cellulaire destinée à produire des gamètes, localisées dans les gonades. Ovognies et spermatogonies, ovocytes et spermacytes, gamètes (haploïdes, ovules et spermatozoïdes)
Ovogonies et spermatogonies
génèrent par mitose des cellules filles diploïdes génétiquement identiques
Ovocytes et spermatocytes
subissent la méiose pour produire des gamètes haploïdes (ovules, spermatozoïdes)
Méiose (définition)
la méiose permet la réduction de moitié du nombre de jeux de chromosomes –> il faut au départ un nombre pair de jeux de chromosomes (2n, 4n, 6n …) La méiose génère en théorie 4 cellules filles par 2 divisions consécutives. Le plus souvent :
1 cellules diploïde (2n chromosomes) –> 4 cellules haploïdes (n chromosomes)
Mitose (rappel)
1 cellule diploïde (2n) –> 2 cellules diploÏdes (2n)
1 cellule haploïde (n) –> 2 cellules diploïdes (n)
Type de division du cycle cellulaire
La mitose fait partir du cycle cellulaire mais la méiose non !! La notion de cycle ne s’applique pas à la méiose car les cellules générées par méiose ne refont jamais de méiose :
- les gamètes meurent ou se fécondent
- les spores entrent en dormance, meurent ou se divise par mitose
Cellules concernées par la méiose chez les animaux
les ovocytes et spermatocytes dans les gonades
Cellules concernées par la méiose chez les végétaux
dans les sporanges, les sporocytes subissent la méiose pour former des spores
Formation des gamètes chez la femme
Dans les ovaires foetaux, les ovocytes issus des ovogonies s’engagent dans la méiose entre le 3e et le 7e mois de gestation chez l’embryon mais elles ne compléteront leur méiose que plus tard après la puberté
Formation des gamètes chez l’homme
Dans les testicules, à partir de la puberté, des spermatocytes issus de spermatogonies, se divisent par méiose.
Evénements préparatoire de la méiose
- synthèse de protéines spécifiques
- réplication (comme pour la mitose) des chromosomes, du centrosome (centrioles)
Les deux étapes de la méiose
Méiose I : division réductionnelle
Méiose II : division équationnelle
Nombre de chromosomes pendant la méiose
Méiose I : division réductionnelle 2x23 --> deux cellules à 23 chromosomes 2n --> n Méiose II : division équationnelle 4 cellules à 2" chromosomes n --> n
Quantité d’ADN pendant la méiose
Méiose I : 2Q–> Q
Méiose II : Q–> Q/2
Division réductionnelle
Méiose I, séparation des chromosomes homologues
Division équationnelle
Méiose II, séparation des chromatides soeurs
Fin de l’interphase
- centrosome répliqué
- chromosomes répliqués mais pas condensés
- présence de l’enveloppe nucléaire et du nucléole(s)
Prophase I
Appariements des chromosomes homologues et crossing-over. Représente 90 % de la durée de la méiose.
étapes communes à la mitose pour la prophase I
- condensation des chromosomes
- installation du fuseau mitotique entre les centrosomes qui s’écartent
- démembrement de l’enveloppe nucléaire et du nucléole
étapes spécifiques à la méiose pour la prophase I
- les homologues de chaque paire se reconnaissent et s’apparient étroitement (synaspis)
- les chromatides non soeurs se croisent (chiasma) et échangent des gènes (crossing-over)
- à la fin de la prophase, chaque paire de chromosomes homologues apparaît sous forme de tétrade et chaque chromosome est attaché à des fibres du fuseau
organisation des chromosomes en interphase
liée à la fixation des chromosomes (notamment de leurs extrémité) à des endroits bien spécifiques de la membrane nucléaire et de la matrice nucléaire.
Organisation des chromosomes lors de la prophase I
on observe que les extrémités des chromosomes, d’abord dispersés tout autour de l’enveloppe, se rassemblent en une région
Sites de fixation des homologues d’une même paire
sont voisins ce qui favorisent leur alignement. Les chromosomes homologues s’alignent par reconnaisance de leur homologie mutuelle (appariement)
complexe synaptonémique
constitué d’une matrice protéique qui à l’aspect d’une échelle. Il accole étroitement les homologues (synapsis)
recombinaison entre chromatides non soeurs
catalysée par des nodules de recombinaison, gros complexe protéiques, présents sur le complexe synaptonémique
fin de la prophase I
- le complexe synaptonémique se défait
- les chromosomes homologues s’écartent mais restent physiquement liés par les sites de recombinaison, les chiasmas
- les chromatides soeurs sont accolées sur toute leur longueur par les cohésives
Crossing-over (étapes)
Les chromosomes homologues (paternel et maternel)
- s’apparient puis s’accolent (synapsis)
- se croisent (chiasma)
- se cassent et échangent des segments d’ADN (recombinaison, crossing-over)
Crossing-over (définition)
c’est une recombinaison réciproque entre deux chromosomes homologues au cours de la méiose. Il permet l’échange d’allèles entre chromosomes et participe ainsi à la diversité génétique. Chez l’humain, on observe 1 à 3 crossing-over par paire de chromosomes homologues. La fréquence des crossing-over est supérieure chez la femme !!
Crossing-over entre chromatides soeurs
Les échanges réciproques d’ADN se font entre chromatides non soeurs car un mécanisme réprime les crossing over entre chromatides soeurs pendant la méiose. En l’absence de cette inhibition, des échanges réciproques de matériel génétique se produisent entre chromatides soeurs au cours de la 1ere division de méiose ou au cours de la mitose pour former des chromosomes “arlequin”
Métaphase I (général)
Alignement des tétrades
Méiose I méthaphase I (fonctionnement)
Les paires de chromosomes homologues (sous forme de tétrades de chromatides) s’alignent sur la plaque équatoriale. Le HASARD détermine lequel des chromosomes homologues de chaque paire se place d’un côté ou de l’autre de la plaque. Les chromatides non soeurs sont retenues ensemble par les chiasmas
chiasmas ?
points de croisements des chromatides non soeurs où les crossing-over ont lieu
Rôle des chiamas
Chaque chiasma en maintenant liés les homologues maternel et paternel, joue un rôle analogue à celui d’un centromère pour le maintien des chromatides soeurs.
Méiose I anaphase I (général)
Séparation et migration des chromosomes homologues de chaque paire
Anaphase I (fonctionnement)
les cohésines sont inactivés ce qui permet aux chromosomes homologues de chaque paire de se séparer. Elles subsistent au niveau centromèrique ce qui permet aux chromatides soeurs de chaque homologue de rester unies par leurs centromère (jusqu’en anaphase II) . Chaque homologue (2 chromatides soeurs) migre vers son pôle par raccourcissement des microtubules kinétochoriens.
cohésines (rôles) ?
maintiennent les bras des chromatides soeurs
Situation en métaphase I
Les chiasmas maintiennent les homologues ensemble, les cohésines lient les chromatides soeurs. Les 2 kinétochore de chaque chromosome homologue fonctionnent comme une unité permettant la fixation aux microtubules émanant d’un même pôle. Au sein de chaque paire, un chromosome homologue s’associe aux microtubules d’un pôle et l’autre s’associe aux microtubules du pôle opposé.
Situation en anaphase I
Les bras des chromatides soeurs se séparent ce qui libèrent les homologues, les chromatides soeurs restent liées par des cohésines au niveau de leur centromère. Chaque homologue migre vers sont pôle par raccourcissement des microtubules kinétochoriens.
Télophase I
Formation de 2 cellules haploïdes aux chromosomes répliqués. Un nombre haploïde (n) de chromosomes répliqués (2chromatides) se trouvent à chaque extrémité de la cellule en division. A cause des crossing-over les chromatides soeurs ne sont plus génétiquement identiques. Chez certaines espèce seulement il y formation des noyaux et décompensation des chromosomes.
Interphase entre méiose I et méiose II
Brève, pas de réplication d’ADN car les chromosomes sont déjà répliqués.
Prophase II (comme une prophase de mitose)
- Formation du fuseau
- Disparition de l’enveloppe nucléaire
- Accrochage des fibres aux kinétochores
Méiose II
environ égal à la mitose (même mécanismes)
Métaphase II (comme une métaphase de mitose)
Alignement des chromosomes sur la plaque équatoriale.
Anaphase II (comme une anaphase de mitose)
- Séparation des chromatides
- Migration vers les pôles
- Allongement de la cellule
Télophase II (comme une télophase de mitose)
- Formation des noyaux
- Décondensation des chromosomes
- Cytocinèse
Cytocinèse (de la méiose I)
La cytocinèse se déroule comme pour la mitose : un anneau contractile (cellules animales) ou une plaque cellulaire (cellules végétales).
Situation en métaphase II
Chaque homologue formé de ses 2 chromatides seours réunies au niveau du centromère par des cohésines, s’aligne sur la plaque équatoriale. Un kinétochore est lié à des microtubules venant du pôle opposé.
Situation en anaphase II
Les centromères se séparent suite à l’inactivaton des cohésines. Les chromatides soeurs migrent vers les pôles opposés de la cellule par raccourcissement des microtubules kinétochoriens.
Disjonction
La séparation normale des chromosomes homologues ou des chromatides soeurs.
Non-disjonction
Les erreurs commises lors de la séparation sont appelées. Elle aboutit à la production de gamètes comportant soit trop soit trop peu de chromosomes.
Aneuploïdie
Etat d’une gamète qui comporte soit trop soit trop peu de chromosomes.
Appariements des chromosomes sexuels
Les chromosomes X s’apparient et se séparent comme les autres homologues. L’appariement des chromosomes X et Y est rendu possible par l’existence de 2 courtes régions d’homologie aux extrémités de ces chromosomes (régions PARA1 et PAR2). L’appariement de ces régions permet la formation de chiasmas durant la prophase I
Parthogénèse
constitue un cas à part de reproduction asexuée impliquant la formation de gamète par méiose.
- DVP d’un adulte à partir d’un gamète femelle non fécondé
- processus naturel chez certaines espèces végétales et animales
- forme fréquente de reproduction chez les arthropodes
- existe aussi chez les vertébrés
Parthogénèse chez les abeilles
Oeufs non fécondés –> mâles haploïdes (faux-bourdon)
Oeufs fécondés –> femelles diploïdes (ouvrières et reine)
la parthogénèse est le seul mécanisme de production des mâles alors que les femelles résultent de la reproduction sexuée entre la reine et les mâles. Les reines snot les seules femelles à acquérir la capacité de se reproduire et donc à pondre des oeufs.
Méiose chez la femme (cytocinèse inégales)
Chez la femme, une seule cellule haploïde est produite à partir d’une cellule diploïde qui rentre en méiose. Lors de la 1ère cytocinèse, une des cellules filles s’approprie l’ensemble du cytoplasme. L’autre cellule fille (globule polaire) dégénère. Le même phénomène se produit lors de la 2ème cytocinèse.
Méiose chez la femme (naissance)
A la naissance, tous les ovocytes sont bloqués en prophase I
Méiose chez la femme (puberté)
A la puberté, à chaque ovulation, un ovocyte progresse de prophase I en métaphase II
Méiose chez la femme (fécondation)
L’ovocyte ovulé n’achève sa méiose que s’il est fécondé par un spermatozoïde sinon il dégénère.
Spermatogénèse chez l’humain
Elle a lieu dans les testicules. Toute la vie des spermatogonies sont crées. A partir de la puberté : spermatocyte I –>(méioseI) spermatocyte II –>(méiose II) spermatide Puis les spermatide sont transformés en spermatozoïde lors de la spermiogénèse.
