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Stabilité et variété des génomes

Publié le 22/10/2012

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Partie 2 : Stabilité et variabilité des génomes et évolution Chapitre 1 : Méiose et fécondation participent à la stabilité de l'espèce RAPPELS Caractère : caractéristiques morphologiques, anatomiques, physiologiques (= du fonctionnement de l'organisme) ou moléculaires caractérisant une espèce (caractères propres à l'espèce) ou un individu (caractères propres à un individu). Les caractères d'un individu résultent de son programme génétique et de son environnement. Les chromosomes sont des filaments visibles dans le noyau lors des divisions cellulaires (hors division cellulaire, les chromosomes non visibles sont sous forme de chromatine). Chaque être humain possède dans le noyau de chacune de ses cellules (sauf les cellules sexuelles) 22 paires de chromosomes homologues et une paire de chromosomes sexuels. Les chromosomes sont le support de l'information génétique répartie en 30 000 gènes chez l'homme. Les chromosomes homologues portent les mêmes gènes et pour chaque gène un individu peut avoir 2 versions ou allèles identiques ou différents. Un gène est un fragment d'ADN (Acide Désoxyribonucléique) support d'une information spécifique qui réside dans la séquence nucléotidique et s'exprime dans une protéine (30 000 protéines différentes chez l'homme). Les allèles d'un même gène ont des séquences nucléotidiques légèrement différentes qui codent des protéines différant légèrement dans leurs séquences en acides aminés. L'expression de l'information génétique (la synthèse des protéines à partir des gènes) se fait en deux étapes : transcription et traduction. Au cours de la transcription, un ARN messager complémentaire du brin transcrit d'ADN est synthétisé. La traduction permet la synthèse cytoplasmique de chaînes polypeptidiques. La séquence des acides aminés est gouvernée par celle des nucléotides de l'ARN messager suivant un système de correspondance, le code génétique. Les protéines sont les molécules qui déterminent la structure et le fonctionnement de nos cellules : les enzymes notamment permettent la réalisation de toutes les réactions chimiques dans l'organisme. Il existe aussi des protéines de structure (collagène), de transport (l'hémoglobine qui transporte l'oxygène), de « communication « (hormones), de défense (anticorps)...Les protéines sont composées d'une ou plusieurs chaînes polypeptidiques. Une chaîne polypeptidique est une séquence d'acides aminés parmi 20 différents. L'ensemble des caractères d'un individu est appelé phénotype. L'ensemble des allèles d'un individu (pour chacun de ses gènes) est appelé génotype. Le rôle des gènes est de gouverner la synthèse des protéines qui sont responsable de la construction et...

«   Cycle  biologique  d’un  organisme  (=  cycle  de  développement  =  cycle  de  reproduction) :  succession  des  différentes  phases  de  sa  vie,  depuis  sa  naissance  j usqu’à  l’obtention  d’une  nouvelle  génération  par  reproduction sexuée.  Reproduction sexuée : processus marqué par l’existe nce de gamètes (cellules sexuelles) mâles et femelles  qui par fécondation produisent une cellule œuf.    I)   Le cycle biologique d’une espèce   TP1 : Etude de deux cycles biologiques, celui d’un  Mammifère et celui d’un champignon ascomycète  1) Le cycle biologique d’un Mammifère   Dans le cas d’un mammifère, la phase diploïde (état  adulte) est plus importante que la phase haploïde  (uniquement caractérisée par les gamètes) : c’est u n cycle diplophasique ou à phase diploïde dominante .  L’espèce est diploïde (formule chromosomique : 2n =  46).  La  phase  diploïde  (diplophase)  correspond  à  la  phas e  où  les  cellules  sont  à  2n  chromosomes  c’est-à-dire  que  les cellules possèdent les deux chromosomes homolog ues de chaque paire dans leur noyau.  La  phase  haploïde  (haplophase)  correspond  à  la  phas e  où  les  cellules  sont  à  n  chromosomes  c’est-à-dire  que  les cellules possèdent un seul représentant de chaq ue paire de chromosomes homologues.  La méiose permet de passer d’une cellule à 2n chrom osomes à 4 cellules à n chromosomes par une success ion  de deux divisions. Il y a réduction chromatique (ré duction du nombre de chromosomes). La méiose permet   donc de passer de la phase diploïde à la phase hapl oïde.  La fécondation permet de passer de 2 cellules à n c hromosomes (gamètes = cellules haploïdes) à une cel lule à  2n chromosomes (cellule œuf). Elle rétablit la dipl oïdie (elle permet le passage de la phase haploïde à la phase  diploïde). Ici la fécondation suit « immédiatement  » la méiose dans le cycle ce qui explique la prédom inance  de la phase diploïde.  RQ. : Toutes les cellules somatiques (non sexuelles ) sont à 2n chromosomes.  2) Le cycle biologique d’un champignon ascomycète   Chez  ce  champignon,  l’état  adulte  est  haploïde  (n)  ;  la  phase  haploïde  domine  la  phase  diploïde  (uniqu ement  caractérisée  par  la  cellule  œuf) :  c’est  un  cycle  h aplophasique  ou  à  phase  haploïde  dominante.  L’espèc e  est  haploïde (formule chromosomique : n = 7).  Ici la mé iose suit  « immédiatement » la fécondation dans le cycle  ce qui explique la prédominance de la phase haploïd e.    BILAN du I)   La  reproduction  sexuée  est  caractérisée  par  2  évène ments importants  en  ce  qui  concerne  la  transmission   de  l’information génétique:  -  la  méiose :  passage  de  la  phase  diploïde  à  la  phase   haploïde  (réduction  chromatique)  pour  former  les  gamètes chez les espèces diploïdes et pour former l es spores chez les espèces haploïdes.  -   La fécondation : passage de la phase haploïde à la  phase diploïde pour former la cellule œuf.  Donc,  un  cycle  de  développement  pour  une  espèce  à  r eproduction  sexuée  est  donc  caractérisé  par  une  phase  haploïde  qui  s’étend  de  la  méiose  à  la  fécondation  et  une  phase  diploïde  qui  s’étend  de  la  fécondation  à  la  méiose.  Au  cours  d’un  cycle,  le  nombre  de  chromosomes  propr es  à  l’espèce  est  ainsi  maintenu  constant  (stabilité  du  génome de l’espèce). Autrement dit, la formule chro mosomique de l’espèce (ex : 2n = 46 pour l’Homme/ n  =  7 pour Sordaria) est conservée d’une génération à l ’autre.     Cycle de développement -  TYPE :                                                                  état diploide (2n)    cellule- œuf (2n)                                                                                                  (MEIOSE)   (FECONDATION)                                                                                             gamètes (n)                                                               état haploïde (n)     Auteur : P.PICCINO . »

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