Par Carolyn Csanyi, mise à jour le 30 août 2022
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La division cellulaire se produit selon deux modes fondamentaux – la mitose et la méiose – chez les plantes, les animaux, les protistes et les champignons. Chez les animaux, la mitose assure la croissance, la réparation et le maintien des tissus en produisant des cellules filles qui sont des répliques génétiques du parent.
La méiose, quant à elle, est essentielle à la reproduction sexuée. Il génère des gamètes haploïdes (œufs et spermatozoïdes) qui fusionnent pour former un nouvel individu avec un complément chromosomique équilibré.
Synapsis est l'alignement précis des paires de chromosomes homologues pendant la prophase I de la méiose. Cet appariement, absent lors de la mitose, permet aux chromosomes d'échanger des segments (un processus appelé croisement) qui augmente la variabilité génétique chez les organismes à reproduction sexuée.
La méiose réduit le nombre de chromosomes de moitié, produisant des cellules haploïdes qui préservent le nombre correct de chromosomes chez la progéniture. Les cellules somatiques humaines sont diploïdes (46 chromosomes, 23 paires). Chaque paire est constituée d'un homologue maternel et paternel. Après deux divisions méiotiques, les gamètes contiennent 23 chromosomes uniques.
Chaque gamète porte une combinaison unique de chromosomes maternels et paternels. Cette diversité génétique permet aux populations de s'adapter à des environnements changeants. Synapsis améliore encore la variabilité grâce à la recombinaison des chromatides sœurs lors du croisement.
Avant la méiose, les chromosomes homologues se répliquent, formant deux chromatides sœurs maintenues ensemble au niveau des centromères. L'enveloppe nucléaire se dissout et les chromosomes se condensent. Au cours de la prophase I, les deux chromatides de chaque paire homologue s'alignent sur leur longueur, formant le complexe synaptonémique, un échafaudage protéine-ARN.
Les chromatides alignées peuvent s'emboîter ; des fragments d'une chromatide peuvent se détacher et se rattacher à la chromatide opposée, échangeant ainsi efficacement le matériel génétique. Ce croisement enrichit la variation génétique au-delà de l'assortiment aléatoire de chromosomes.
Au fur et à mesure que la méiose progresse, les paires homologues s'alignent au niveau de la plaque métaphasique. En anaphase I, la synapsis se brise et les homologues se séparent vers des pôles opposés. La télophase I produit deux cellules haploïdes, chacune contenant une chromatide de chaque paire homologue, portant désormais de l'ADN recombiné.
La méiose II divise les deux cellules haploïdes de la méiose I, séparant les chromatides sœurs. Le résultat est quatre gamètes haploïdes chez les mâles et un gros ovule plus trois globules polaires chez les femelles. Les deux principales sources de variabilité génétique sont l'assortiment indépendant au cours des divisions méiotiques et la recombinaison au cours de la synapsis. Chez l'homme, le nombre théorique de gamètes distincts issus de 23 paires de chromosomes est de 8 324 608.
