Les levures, comme de nombreux autres organismes, ont développé des mécanismes sophistiqués pour faire face aux déséquilibres génétiques, notamment la présence de chromosomes supplémentaires, une condition connue sous le nom d'aneuploïdie. L'aneuploïdie peut résulter de diverses erreurs lors de la division cellulaire, telles que la non-disjonction, où les chromosomes ne parviennent pas à se séparer correctement. Bien que l'aneuploïdie puisse être préjudiciable, les levures ont développé plusieurs stratégies pour compenser et même tolérer des chromosomes supplémentaires.

1. Effet du dosage des gènes :

- Dans certains cas, disposer de copies supplémentaires de certains gènes peut offrir un avantage sélectif. En effet, l’augmentation du dosage de gènes conduit à une expression plus élevée des protéines codées. Par exemple, l'aneuploïdie des chromosomes portant des gènes impliqués dans l'acquisition de nutriments ou dans les réponses au stress peut améliorer la condition physique de la levure dans des conditions environnementales spécifiques.

2. Redondance génétique :

- Les levures ont un niveau remarquable de redondance génétique, ce qui signifie que plusieurs gènes peuvent remplir des fonctions similaires ou qui se chevauchent. Cette redondance permet aux levures de tolérer la perte ou le gain de gènes spécifiques. Si un chromosome supplémentaire porte des gènes non essentiels ou dupliqués, sa présence peut ne pas avoir d'impact significatif sur le fonctionnement global de la cellule.

3. Expression génique spécifique aux aneuploïdes :

- L'aneuploïdie peut induire des modifications dans les modèles d'expression des gènes. Les levures peuvent activer ou réprimer des gènes spécifiques en réponse à un chromosome supplémentaire. Ce phénomène, connu sous le nom d’expression génique spécifique à l’aneuploïde, contribue à maintenir l’homéostasie cellulaire et compense le déséquilibre génétique.

4. Perte chromosomique et rétablissement de l'état diploïde :

- Dans certains cas, les souches de levure aneuploïdes peuvent subir des pertes de chromosomes, conduisant à la restauration de l'état diploïde. Ce processus implique une mauvaise ségrégation des chromosomes suivie d'une division cellulaire, entraînant la formation de cellules filles portant le nombre de chromosomes normal.

5. Réarrangements et adaptation du génome :

- L'aneuploïdie peut entraîner des réarrangements génomiques, tels que des translocations, des délétions et des inversions, par le biais de mécanismes tels que les cycles de rupture-fusion-pont chromosomique. Au fil du temps, ces réarrangements peuvent conduire à l’évolution de nouvelles structures chromosomiques et arrangements génétiques susceptibles de conférer des avantages adaptatifs à la souche de levure aneuploïde.

6. Compromis de sélection et de condition physique :

- Les cellules de levure aneuploïdes peuvent être confrontées à des compromis en matière de condition physique. Bien que des chromosomes supplémentaires puissent apporter certains avantages, ils peuvent également imposer des charges métaboliques ou réduire l'efficacité des processus cellulaires. Au fil du temps, la sélection naturelle favorise les souches aneuploïdes capables de trouver un équilibre entre les avantages et les coûts associés aux chromosomes supplémentaires.

Il est important de noter que l'aneuploïdie peut également avoir des conséquences négatives, entraînant une réduction des taux de croissance, une altération des réponses au stress et une susceptibilité accrue aux défis environnementaux. Cependant, les mécanismes décrits ci-dessus mettent en évidence la résilience et l’adaptabilité remarquables des levures dans la gestion, voire l’exploitation des déséquilibres génétiques provoqués par des chromosomes supplémentaires.