Imagine trois paires de cartes posées devant toi, une rouge et une bleue dans chaque paire. Tu dois en garder une seule par paire, sans regarder. Combien de mains différentes peux-tu obtenir ? Huit. C’est exactement le calcul que fait la méiose d’une cellule 2n = 6, à ceci près que les cartes sont des chromosomes et que la main obtenue devient un gamète.
Ce petit effectif n’a rien d’un hasard dans les sujets de bac : avec trois paires, le schéma reste lisible à la main, et pourtant tous les mécanismes y apparaissent, de la séparation des homologues aux échanges de segments. Une fois ce cas maîtrisé, passer aux 23 paires de l’espèce humaine devient une simple question de puissance de 2.
Que signifie 2n = 6 et que fait la méiose ? 🧬
Une cellule 2n = 6 est diploïde : elle possède 3 paires de chromosomes homologues, soit 6 au total. La méiose la transforme, en deux divisions successives, en 4 gamètes haploïdes (n = 3) génétiquement différents.
Dans chaque paire, un homologue vient du père et l’autre de la mère. Ils portent les mêmes gènes aux mêmes emplacements, mais pas forcément les mêmes allèles. En spécialité SVT de Terminale générale, la ressource d’accompagnement Eduscol place au cœur du chapitre le « brassage génétique inter- et intrachromosomique au cours de la méiose », la « diversité des gamètes » et la « stabilité des caryotypes ». Les mécanismes de la division vus en Première y sont des prérequis à consolider.
Divise toujours par 2 : 2n = 6 donne n = 3. Le nombre de paires (3) est aussi le nombre de chromosomes de chaque gamète, et c’est lui qui sert d’exposant dans le calcul des combinaisons.
Les étapes de la méiose pour une cellule 2n = 6 🔬
La méiose enchaîne deux divisions cellulaires après une seule réplication de l’ADN : la méiose I sépare les homologues, la méiose II sépare les chromatides sœurs. Au départ, chacun des 6 chromosomes a été dupliqué et compte donc deux chromatides.
🔍 Méiose I : la division réductionnelle
C’est elle qui fait passer de 2n à n. Pour réussir ton schéma, suis les phases dans l’ordre :
- Prophase I : les homologues s’apparient et forment 3 bivalents, des chiasmas apparaissent entre chromatides,
- Métaphase I : les 3 paires appariées s’alignent sur le plan équatorial, chaque paire orientée au hasard,
- Anaphase I : les homologues de chaque paire migrent vers des pôles opposés, chromatides encore liées,
- Télophase I : on obtient 2 cellules à 3 chromosomes à deux chromatides.
✂️ Méiose II : la division équationnelle
Elle ressemble à une mitose, sans réplication préalable. En métaphase II, les 3 chromosomes de chaque produit de la méiose I s’alignent ; en anaphase II, leurs deux copies se séparent. Résultat : quatre cellules, chacune avec 3 chromosomes à une chromatide. Le tableau suivant résume comment varient leur nombre et la quantité d’ADN (q = quantité d’ADN d’un gamète).
| Étape | Cellules | Chromosomes par cellule | Chromatides par chromosome | Quantité d’ADN | Ploïdie |
|---|---|---|---|---|---|
| Avant réplication | 1 | 6 | 1 | 2q | 2n |
| Après réplication (phase S) | 1 | 6 | 2 | 4q | 2n |
| Fin de méiose I | 2 | 3 | 2 | 2q | n |
| Fin de méiose II | 4 | 3 | 1 | q | n |
Dessine les trois paires avec trois tailles différentes, colorie en rouge les chromosomes d’origine paternelle et en bleu ceux d’origine maternelle, et ne fais figurer qu’une seule disposition en métaphase I : précise ensuite qu’il en existe d’autres.
Le brassage interchromosomique : 8 gamètes pour 2n = 6 🔀
Le brassage interchromosomique est la répartition aléatoire et indépendante des chromosomes homologues entre les deux cellules filles, en anaphase I. Pour 2n = 6, il produit à lui seul 8 combinaisons différentes dans les gamètes.
🎲 Le calcul des combinaisons possibles
En métaphase I, chaque paire s’oriente indépendamment des autres : l’homologue paternel peut partir vers un pôle ou vers l’autre. Avec 3 paires et 2 orientations par paire, le nombre de gamètes possibles vaut 2³ = 2 × 2 × 2 = 8. La formule générale est 2ⁿ, n étant le nombre de paires. Pour 2n = 4, on trouve 2² = 4 ; dans l’espèce humaine (2n = 46), le même raisonnement donne 2²³ = 8 388 608, soit environ 8,4 millions de combinaisons.
Gamètes humains possibles
combinaisons (2²³) produites par la seule répartition indépendante des paires, sans compter les enjambements
La fécondation multiplie encore ce chiffre : un gamète parmi 2²³ rencontre un autre gamète parmi 2²³, ce qui donne 2⁴⁶, environ 70 000 milliards de cellules-œufs possibles, toujours sans tenir compte des échanges entre homologues.
🧪 Deux couples d’allèles sur deux chromosomes
Pour mettre ce mécanisme en évidence, on suit deux gènes indépendants, situés sur deux paires distinctes. Un individu double hétérozygote produit 4 types de gamètes en proportions égales : deux types parentaux et deux types recombinés.
On le vérifie par un test-cross : on croise cet individu avec un homozygote récessif pour les deux gènes. Celui-ci ne fournit que des allèles récessifs, donc le phénotype de chaque descendant révèle directement le contenu du gamète de l’hétérozygote. Quatre phénotypes en proportions équivalentes (25 % chacun) signent des gènes indépendants.
Le brassage intrachromosomique et le crossing-over 🔁
Le brassage intrachromosomique crée de nouvelles combinaisons d’allèles sur un même chromosome, grâce aux crossing-over de la prophase I. Il concerne les gènes liés, portés par la même paire, que la répartition indépendante des homologues ne peut pas séparer.
🔗 Ce qui se passe en prophase I
Pendant l’appariement, deux chromatides non sœurs se croisent au niveau d’un chiasma et échangent des segments. Les deux homologues ressortent en mosaïque, chacun avec une portion paternelle et une portion maternelle. Selon les travaux présentés à l’Académie d’agriculture de France en 2017, chaque paire subit au moins un crossing-over à chaque méiose, un échange dit obligatoire et nécessaire à la bonne répartition des homologues. Leur nombre reste faible : typiquement un à trois par chromosome, quelle que soit sa taille.
Lors de la méiose se forment des crossing-overs, échanges physiques entre les chromosomes homologues. Ainsi la méiose entraine la formation de gamètes génétiquement uniques, contenant des chromosomes mosaïques des chromosomes parentaux.
J. Fernandes, M. Séguéla-Arnaud et R. Mercier, chercheurs à l’INRA (Institut Jean-Pierre Bourgin), Académie d’agriculture de France, 2017
📊 Reconnaître des gènes liés dans un test-cross
Avec deux gènes liés, le double hétérozygote produit toujours 4 types de gamètes, mais en proportions inégales : les gamètes parentaux sont majoritaires, les recombinés minoritaires, car un enjambement ne tombe pas forcément entre les deux gènes. Plus les gènes sont proches, plus les recombinés sont rares. Certaines régions, comme celles qui entourent les centromères, sont même décrites comme « universellement récalcitrantes » à ces échanges.
Pour ta cellule 2n = 6, les deux mécanismes se cumulent : aux 8 combinaisons dues à la répartition des paires s’ajoutent les mosaïques nées des enjambements, ce qui rend le nombre réel de gamètes différents bien supérieur à ce chiffre.
Les accidents de méiose : quand la répartition déraille ⚠️
Un accident de méiose survient quand les chromosomes se répartissent mal entre les deux pôles. Le plus connu est la non-disjonction : deux homologues (lors de la première division) ou deux chromatides (lors de la seconde) partent du même côté.
Pour 2n = 6, une non-disjonction en anaphase I donne des gamètes à 4 chromosomes (n + 1) et d’autres à 2 (n - 1). Chez l’humain, un gamète porteur de deux chromosomes 21 conduit, après fécondation, à une trisomie 21 libre. Selon Planet-Vie (ENS), « dans la très grande majorité des cas, l’anomalie est portée par l’ovocyte », le plus souvent lors de la première division. Le programme mentionne aussi les crossing-over inégaux, à l’origine de duplications de gènes.
Pour t’entraîner, refais le schéma de mémoire, puis change l’orientation d’une seule paire en métaphase I et observe les gamètes obtenus. Partout en France, il est possible de trouver un accompagnement adapté : des cours de svt peuvent t’aider à rendre ces schémas automatiques avant l’épreuve.
Les questions fréquentes ❓
🤔 Combien de gamètes différents pour une cellule 2n = 6 ?
Une cellule 2n = 6 peut produire 8 gamètes génétiquement différents par le seul brassage interchromosomique, car 2³ = 8 : chacune des 3 paires peut s’orienter de deux façons en métaphase I. Si l’on ajoute les échanges de segments entre homologues, le total devient bien plus élevé, puisque chacun d’eux peut ressortir en mosaïque.
💡 Quelle différence entre mitose et méiose ?
La mitose compte une seule division et donne 2 cellules identiques à la cellule mère, avec le même nombre de chromosomes (2n). La méiose en enchaîne deux et donne 4 cellules haploïdes (n), génétiquement différentes entre elles. La mitose assure la croissance et le renouvellement des tissus, la méiose produit les gamètes de la reproduction sexuée.
🔍 À quoi sert le brassage génétique ?
Le brassage génétique sert à produire des gamètes tous différents, donc des descendants uniques. Associé à la fécondation, qui réunit au hasard deux gamètes, il crée une diversité de combinaisons d’allèles considérable à chaque génération. Cette variété est la matière première sur laquelle agissent ensuite la sélection naturelle et l’évolution des populations.
Sources 📚
- Ministère de l’Éducation nationale et de la Jeunesse. « Génétique et évolution, enseignement de spécialité SVT, Terminale voie générale. » Eduscol, juin 2020, https://eduscol.education.gouv.fr/sites/default/files/document/ra20lyceegtsvtgenetiqueevolution1296957pdf-82899.pdf.
- Fernandes, J., M. Séguéla-Arnaud et R. Mercier. « Lever les limites de la recombinaison méiotique. » Académie d’agriculture de France, 18 octobre 2017, https://www.academie-agriculture.fr/system/files_force/seances-colloques/20171018_resume2.pdf?download=1.
- Dard, Rodolphe, et Gilles Furelaud. « La trisomie 21 : origines et quelques chiffres. » Planet-Vie, École normale supérieure, 21 novembre 2018, https://planet-vie.ens.fr/thematiques/sante/pathologies/la-trisomie-21-origines-et-quelques-chiffres.
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Salutation à vous! Je vous écrit aujourd’hui pour que vous puissiez m’aider concernant un exercice qui m’a été remis. J’aimerais savoir quels sont les mécanisme mis en jeu par le système immunitaire de reconnaître et détruire les agents pathogènes.