Qu'est-ce que la permutation chromosomique?

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Charles McCarthy
Qu'est-ce que la permutation chromosomique?

La permutation chromosomique C'est le phénomène par lequel, lors de la formation des cellules sexuelles, les chromosomes sont répartis aléatoirement entre les cellules filles. Ce processus contribue notamment à l'augmentation de la variabilité génétique de la progéniture lors de la reproduction sexuée..

La plupart des organismes eucaryotes se reproduisent sexuellement et cela implique généralement la fusion d'une paire de cellules spéciales provenant de deux organismes différents. Ces cellules sont les cellules sexuelles qui sont presque toujours appelées gamètes: spermatozoïdes (mâles) et ovules (femelles).

Schéma graphique récapitulatif de la division méiotique (Source: Jakov, via Wikimedia Commons)

Les gamètes sont des cellules haploïdes (n), c'est-à-dire qu'ils ont la moitié de la charge chromosomique par rapport à l'individu qui les a engendrés. Ils proviennent d'autres cellules appelées cellules germinales, qui se divisent par un type spécial de division cellulaire réductrice connue sous le nom de méiose.

Les humains, par exemple, sont des organismes diploïdes (2n), ce qui signifie que nous avons deux copies de chaque chromosome (chromosomes homologues), chacun hérité de l'un de nos parents par la fusion de leurs gamètes lors de la reproduction sexuée (fécondation).

Dans le processus de formation des cellules sexuelles de nos parents, chaque gamète a reçu au hasard l'un des deux chromosomes de la cellule qui lui a donné son origine, qui a également subi un processus de recombinaison génétique qui a mélangé l'ADN des chromosomes de chaque parent..

Bien que le concept de "permutation chromosomique" ne soit pas largement utilisé dans la littérature, il est utilisé pour désigner la ségrégation aléatoire de chromosomes homologues entre cellules filles, qui a lieu pendant la métaphase de la méiose I.

Index des articles

  • 1 Méiose et permutation chromosomique
    • 1.1 Méiose I et méiose II
    • 1.2 Combien de combinaisons peuvent se produire?
  • 2 Fonction et importance biologique
  • 3 Références

Méiose et permutation chromosomique

La méiose est un type de division cellulaire très similaire à la mitose, qui est le type de division par lequel les cellules de notre corps et les cellules du corps de la plupart des êtres vivants se multiplient.

Au cours de la méiose, cependant, une réduction de moitié du nombre de chromosomes se produit, c'est pourquoi elle est également connue sous le nom de «division réductrice»..

La formation de cellules sexuelles ou gamètes se fait par méiose et la restitution de la charge génétique d'un organisme se fait grâce à la fusion de deux noyaux gamétiques formés par la méiose et à la formation du zygote après fécondation.

Méiose I et méiose II

La méiose implique deux cycles successifs de ségrégation chromosomique. Dans la méiose I, les chromosomes homologues sont dupliqués puis séparés, ce qui différencie considérablement ce processus de la mitose, où ce sont les copies de ces chromosomes (les chromatides soeurs) qui séparent.

Avant que la séparation des chromosomes homologues n'ait lieu, un phénomène d'approche physique et d'échange de matériel génétique entre eux se produit, un événement connu sous le nom de recombinaison, dont le but ultime est d'augmenter les variations génotypiques chez la progéniture.

Dans la méiose II, un deuxième cycle de duplication ne se produit pas, mais les chromatides soeurs sont séparées les unes des autres, comme cela se produit pendant la mitose, ce qui implique la formation de 4 cellules haploïdes (avec la moitié de la charge chromosomique).

Métaphase I et anaphase I

La permutation chromosomique se produit pendant la métaphase et l'anaphase de la méiose I, c'est-à-dire la métaphase I et l'anaphase I, après le croisement ou la recombinaison.

À ce stade du processus méiotique, les chromosomes homologues et leurs copies, grâce à l'association de leurs complexes kinétochoriques dans le centromère avec les fibres du fuseau, sont alignés dans le plan équatorial, étant disposés ou orientés au hasard vers l'un des deux pôles de la cellule.

Une fois ordonnés, les chromosomes homologues sont «tirés» et distribués vers les cellules filles pendant l'anaphase I, ce qui implique que les cellules résultantes reçoivent différentes combinaisons de chromosomes..

Combien de combinaisons peuvent se produire?

Du point de vue mathématique, une permutation consiste en une variation de la combinaison ou de l'ordre des éléments d'un ensemble.

Dans le contexte génétique, ce terme est utilisé pour désigner les multiples possibilités combinatoires qui peuvent se produire entre les chromosomes lors de la méiose I, lorsque les cellules sexuelles reçoivent le matériel génétique qui leur correspond..

Le nombre de combinaisons possibles de ces chromosomes dépend de l'espèce, car la charge chromosomique de chaque espèce est différente, ainsi que la ploïdie (le nombre de copies de chaque chromosome que possède chaque cellule).

Pour les êtres humains, par exemple, qui sont des organismes diploïdes (2n) avec 23 paires de chromosomes, le nombre de combinaisons est 2 élevé à la puissance 23, ce qui équivaut à plus de 8 millions 300 mille combinaisons, c'est pourquoi dit que cela phénomène fonctionne en augmentant la variabilité génétique.

Fonction et importance biologique

La permutation chromosomique, définie comme nous l'avons vu ci-dessus, remplit la fonction principale d'augmenter la variabilité génétique.

La recombinaison, les mutations et les permutations chromosomiques, qui sont étroitement liées à la reproduction sexuée et donc à la méiose, sont les mécanismes les plus importants dans la nature qui conduisent à des différences génotypiques trouvées entre les individus dans les populations..

L'importance de cette variabilité est liée à l'augmentation des possibilités d'adaptation, puisque l'émergence de nouvelles variables combinatoires peut signifier l'apparition de nouvelles caractéristiques phénotypiques qui peuvent, selon les conditions environnementales, être favorables ou défavorables..

En raison du caractère aléatoire induit par le phénomène de permutation chromosomique, les populations humaines sont considérablement diverses, et c'est qu'à de très rares exceptions près, il n'y a pas deux individus identiques, bien qu'ils aient été conçus par les mêmes parents.

Ceci n'est pas seulement vrai pour l'humanité, mais aussi pour un grand nombre d'organismes qui se reproduisent sexuellement, pour lesquels les variations environnementales peuvent imposer des pressions sélectives plus fortes que pour l'homme, ainsi la présence de certaines variations dans la population peut signifier un avantage.

Dans toute population naturelle, la présence de variants génotypiques est essentielle pour assurer l'existence de l'espèce, car des extinctions importantes pourraient se produire si les conditions venaient à changer soudainement et que tous les individus d'une espèce étaient également sensibles..

Les références

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. et Walter, P. (2015). Biologie moléculaire de la cellule. Garland Science. New York, 1227-1242.
  2. Cooper, G. M. et Hausman, R. E. (2004). La cellule: approche moléculaire. Medicinska naklada.
  3. Griffiths, A. J., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., et Miller, J. H. (2005). Une introduction à l'analyse génétique. Macmillan.
  4. Pierce, B. A. (2012). Génétique: une approche conceptuelle. Macmillan.
  5. Solomon, E. P., Berg, L. R. et Martin, D. W. (2011). Biology (9e éd.). Brooks / Cole, Cengage Learning: États-Unis.

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