L'échange de chromosomes: qu'est-ce que c'est et comment ça marche

L'hérédité est la base de l'évolution. Les changements dans les gènes des êtres vivants se produisent par des mutations aléatoires, mais si celles-ci sont héritées des parents aux enfants, il est possible qu'elles finissent par se fixer dans une population d'une espèce donnée. Par exemple, si une mutation génétique de l'ADN code pour une coloration plus visible chez les mâles d'un espèces spécifiques, ils peuvent se reproduire plus facilement, transmettant leurs gènes à de futures générations.

Certaines mutations sont neutres, d'autres délétères et une minorité sont positives. Dans l'exemple que nous vous avons montré, un nouveau caractère positif finit par se "fixer" dans l'espèce, puisque que ceux qui le présentent ont plus d'enfants et, par conséquent, propagent leurs gènes de façon exponentielle avec chaque génération. A grands traits, nous venons de vous parler des mécanismes évolutifs par sélection naturelle.

En tout cas, tout n'est pas si simple dans le monde de la génétique. Lorsque les gamètes sexuels qui donneront naissance à un zygote sont produits, la moitié de l'information vient de la mère et l'autre du père, mais on ne parle pas toujours de copies génétiques exactes. Rencontrez-nous

le mécanisme de l'échange chromosomique, car, avec les mutations susmentionnées, il représente l'une des bases les plus ferreuses des processus évolutifs dans l'environnement naturel.

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chromosomes et sexe

Avant de plonger pleinement dans le monde des permutations chromosomiques, il est essentiel que vous compreniez certaines bases génétiques tenues pour acquises dans la théorie des chromosomes. Toutes nos cellules somatiques, celles qui donnent naissance à nos tissus (neurones, adipocytes, cellules épithéliales, monocytes et un très long etc.) se divisent par mitose si elles en ont la capacité, c'est-à-dire qu'elles donnent naissance à 2 exactement les mêmes cellules où auparavant il n'y en avait qu'une parental.

Dans ce cas, l'information génétique est dupliquée, mais reste inchangée dans la lignée cellulaire. Ces cellules sont diploïdes, ou ce qui revient au même, elles possèdent 23 paires de chromosomes (22 paires autosomiques, une sexuée), dont une paire vient de la mère et une autre du père. Ainsi, chacune de nos cellules possède un total de 46 chromosomes.

Les cellules sexuelles (ovules et spermatozoïdes) sont un tout autre monde. Celles-ci doivent posséder la moitié de l'information génétique des cellules somatiques, puisqu'elles vont s'unir à un autre gamète pour donner naissance à un zygote viable. Si les ovules et les spermatozoïdes avaient les mêmes chromosomes que les cellules de notre corps, lorsqu'ils se rejoindraient, ils donneraient naissance à un fœtus avec 92 chromosomes (46x2), n'est-ce pas ?

Pour résoudre ce problème est la méiose. Dans ce processus, contrairement à la mitose, 4 cellules haploïdes (avec 23 chromosomes seulement) sont générées à partir d'un diploïde, dont on se souvient contient un total de 46. Ainsi, lorsque deux gamètes haploïdes fusionnent, la lignée germinale diploïde est créée, qui définit chaque cellule de notre corps.

Qu'est-ce que l'échange de chromosomes ?

Vous vous demandez peut-être ce qui a conduit à une introduction aussi longue, mais elle était essentielle, car la permutation chromosomique, ainsi que le croisement ou le croisement, est produit dans une cellule pendant la méiose (plus précisément, en prophase et en métaphase), ce qui permet la reproduction sexuée par le mécanisme déjà décrit.

Donc, La permutation chromosomique peut être définie comme le processus par lequel les chromosomes sont distribués de manière aléatoire. chromosomes entre cellules sexuelles filles haploïdes (n) produits par la division d'une cellule diploïde (2n). Ceci est produit sur la base du placement de chromosomes homologues, qui sont situés à l'équateur de la cellule avant la division, pendant la métaphase I de la méiose.

Une fois ces structures génétiques localisées au centre de la cellule, le fuseau mitotique les "tire" et distribue la moitié de l'information à un pôle de la cellule et l'autre à l'autre. Ainsi, lorsque la division cytoplasmique se produit et que deux cellules se forment là où il n'y en avait qu'une auparavant, les deux auront la même quantité de matériel génétique, mais de nature différente.

D'un point de vue mathématique, les permutations chromosomiques possibles chez l'homme peuvent être obtenues comme suit :

223= 8.388.608

Nous expliquons cette formule rapidement et facilement. Comme le nombre de chromosomes dans le génome humain est de 23 paires (22 autosomiques + 1 sexuel), le nombre de permutations chromosomiques possibles au cours de la méiose sera de 2 porté à 23, avec le résultat impressionnant de plus de 8 millions de scénarios différents. Cette orientation aléatoire des chromosomes vers chacun des pôles de la cellule est une source importante de variabilité génétique.

L'importance du croisement chromosomique

Le croisement chromosomique est défini comme l'échange de matériel génétique au cours du processus de reproduction sexuée entre deux chromosomes homologues au sein d'une même cellule, donnant naissance à des chromosomes recombinants. À ce stade, il est nécessaire de souligner que le terme "homologue" fait référence aux chromosomes qui forment une paire au cours de méiose, puisqu'ils ont la même structure, les mêmes gènes mais des informations différentes (chacun provient d'un ancêtre).

Nous ne voulons pas décrire complètement la méiose, il vous suffira donc de savoir que l'échange de chromosomes se produit en métaphase I, mais que le croisement se produit en prophase. A ce moment, les chromosomes homologues forment un pont appelé "chiasma", qui permet l'échange d'informations génétiques entre eux.

Donc, cet échange donne naissance à deux chromosomes recombinants, dont l'information provient à la fois du père et de la mère, mais est organisée différemment des parents. Nous avons cité ce mécanisme méiotique car, avec la permutation chromosomique, ils représentent les bases de la variabilité génétique des mécanismes de transmission des êtres vivants qui se reproduisent sexuellement.

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La signification biologique de la permutation chromosomique

Les mutations ponctuelles, les permutations chromosomiques et les croisements entre chromosomes homologues sont essentiels pour comprendre la vie telle que nous la percevons aujourd'hui. Toute sa fonctionnalité et sa signification biologique peuvent être résumées en un seul mot: variabilité.

Si tous les spécimens d'une population sont génétiquement identiques, ils montreront une série de traits physiques et comportementaux (presque) identiques, ils seront donc tout aussi préparés et/ou adaptés aux changements de atmosphère. Les forces évolutives ne sont pas « intéressées » par ce scénario, car si une variation drastique arrive et que tous les l'espèce réagit de la même manière, il est probable qu'elle s'éteigne avec le temps faute d'outils biologique.

Un exemple clair de cela peut être vu dans certaines races de chiens et d'autres animaux domestiques, qui ont été sévèrement puni par les effets de la consanguinité, produit de la sélection génétique par le humains. La reproduction entre parents donne lieu à l'homozygotie, c'est-à-dire à la perte de variabilité génétique. Ce phénomène est connu sous le nom de "dépression de consanguinité" et moins il y a d'allèles disponibles dans une population, plus il est théoriquement probable qu'elle se dirige vers l'extinction.

Enfin, il est nécessaire de souligner que nous ne parlons pas sur des bases conjecturales. Avec ces deux données vous comprendrez ce que nous voulons dire: 6 chiens sur 10 de la race golden retriever meurent d'un cancer, et jusqu'à 50% des chats persans ont une maladie rénale polykystique Il est clair que le manque de variabilité génétique se traduit par des maladies à court terme, et à long terme par l'inviabilité d'une espèce entière..

résumé

Dans cet espace, nous avons profité de l'occasion pour nous concentrer sur la permutation chromosomique d'un point de vue évolutif plutôt que sur physiologique, car nous croyons qu'il est beaucoup plus facile de comprendre de tels phénomènes abstraits avec des exemples concrets et les conséquences provoquant. Si nous voulons que vous restiez sur une idée, c'est la suivante: Les mutations de l'ADN, les permutations chromosomiques et les croisements sont à la base de l'hérédité chez les espèces à reproduction sexuée. Sans ces mécanismes, nous serions condamnés à un échec évolutif.

Maintenant, nous terminons par une question qui laissera plus d'un lecteur perplexe: les mécanismes de la variabilité génétique ont-ils lieu lors de la reproduction sexuée, comment est-il possible qu'il y ait des espèces qui aient survécu avec des systèmes de propagation asexuée à travers l'histoire? histoire? Comme vous pouvez le voir, il y a des problèmes qui nous échappent encore.

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