Deux types fondamentaux de division cellulaire, la mitose et la méiose, se produisent chez les plantes, les animaux et les champignons. Chez les animaux, la mitose se produit dans les cellules du corps pour produire la croissance et la réparation et maintenir les tissus du corps. Chaque cellule fille est une réplique génétique de la cellule d'origine. La méiose se produit dans la reproduction sexuée pour générer des gamètes variables, ou des œufs et des spermatozoïdes, qui s'unissent pour former un nouvel individu différent des parents. Synapsis est la façon unique que les chromosomes alignent dans la première division de la méiose, appelée «méiose I». Chaque paire de chromosomes se connecte ensemble, échangeant souvent du matériel génétique entre les chromosomes individuels. Appelé crossing over, cet échange est un moyen important d'augmenter la variabilité génétique dans les organismes sexuellement reproducteurs.
Nouvelles combinaisons génétiques
La méiose produit des cellules avec la moitié des chromosomes contenus dans les cellules du corps, appelé état haploïde, de sorte que les descendants ont le bon nombre de chromosomes. Chez l'homme, les cellules du corps ont un nombre diploïde, ou doublé, de 46, avec 23 paires de chromosomes. Chaque paire a un chromosome maternel et paternel, appelé chromosomes homologues. Pendant la méiose, deux divisions se produisent pour produire des gamètes haploïdes avec 23 chromosomes simples. Chaque gamète possède des combinaisons uniques de chromosomes maternels et paternels. Cette variabilité génétique est importante, de sorte que les organismes peuvent s'adapter aux conditions changeantes. Une autre variabilité génétique survient pendant la synapse, quand le matériel génétique est échangé entre les chromatides sœurs pendant le croisement.
Comment se produit la synapse
Avant le début de la méiose, les paires homologues de chromosomes se répliquent deux paires de chromatides sœurs, chaque paire étant maintenue par des structures appelées centromères. Pour commencer la méiose, la membrane nucléaire se dissout et les chromosomes se raccourcissent et s'épaississent. Au cours de cette première phase, appelée prophase I, se produit une synapse. Les deux paires de chromatides soeurs se connectent le long de leurs longueurs à travers des combinaisons d'ARN et de protéines appelées «complexe synaptonémal». Les chromatides connectées continuent à se raccourcir, s'enroulant ensemble dans le processus. Ils peuvent s'intercaler dans la mesure où des morceaux de chromatides sœurs se détachent et se rattachent à la chromatide opposée, de sorte qu'une partie de la chromatide maternelle est maintenant sur la chromatide paternelle et vice versa. Appelé "crossing over" ou "recombinaison", ce processus enrichit la variabilité génétique.
Synapsis se termine
Comme la méiose I se poursuit, au cours de la métaphase I, les paires de chromosomes homologues migrent vers le centre de la cellule et aligner. Les chromosomes homologues maternels et paternels peuvent assortir de manière aléatoire soit à la gauche ou à la droite de la cellule. Ensuite, au cours de l'anaphase I, la synapse se termine et les paires de chromosomes homologues se séparent et migrent vers des côtés de cellules opposées. Dans la télophase I, la division cellulaire localise un type de chaque paire chromosomique homologue dans chaque cellule fille haploïde, avec les chromatides portant le matériel génétique croisé à l'intérieur d'eux.
Le reste de la méiose
Dans la méiose II, les deux cellules de la méiose I se divisent pour séparer les deux chromatides sœurs des paires homologues. Les gamètes résultants ont maintenant un nombre haploïde de chromosomes soeurs non appariés. Chez l'homme, les gamètes mâles sont quatre spermatozoïdes fonctionnels. La méiose chez l'homme femelle produit un gros œuf fonctionnel et trois petites cellules, éventuellement rejetées, appelées corps polaires qui contiennent des noyaux mais peu de cytoplasme. La variabilité génétique des gamètes provient d'abord de l'assortiment indépendant des chromosomes individuels au cours de chaque division méiotique, avec diffusion aléatoire des chromatides maternelles et paternelles dans les cellules filles. Chez l'homme, le total des combinaisons possibles d'appariement de 23 chromosomes est de 8 324 608. La deuxième source de variabilité provient de l'échange de matériel génétique provenant du croisement pendant la synapse.
