La méiose est précédée d’une interphase constituée des phases G1, S et G2, qui sont presque identiques aux phases précédant la mitose. La phase G1, également appelée phase de première interruption, est la première phase de l’interphase et se concentre sur la croissance cellulaire. La phase S est la deuxième phase de l’interphase, au cours de laquelle l’ADN des chromosomes est répliqué. Enfin, la phase G2, également appelée deuxième phase d’intervalle, est la troisième et dernière phase d’interphase; dans cette phase, la cellule subit les préparations finales pour la méiose.

Pendant la duplication de l’ADN en phase S, chaque chromosome est répliqué pour produire deux copies identiques, appelées chromatides soeurs, qui sont maintenues ensemble au centromère. Les centrosomes, qui sont les structures qui organisent les microtubules du fuseau méiotique, se répliquent également. Cela prépare la cellule à entrer en prophase I, la première phase méiotique.

Prophase I

Figure 1. Au début de la prophase I, les chromosomes homologues se réunissent pour former une synapse. Les chromosomes sont liés étroitement ensemble et en parfait alignement par un réseau de protéines au centromère.

Alors que l’enveloppe nucléaire commence à se décomposer, les protéines associées aux chromosomes homologues rapprochent la paire de chacun. autre. (Rappelez-vous que, dans la mitose, les chromosomes homologues ne s’apparient pas ensemble. Dans la mitose, les chromosomes homologues s’alignent de bout en bout de sorte que lorsqu’ils se divisent, chaque cellule fille reçoit une chromatide sœur des deux membres de la paire homologue.) l’appariement des chromosomes homologues est appelé synapsis. Dans la synapsis, les gènes sur les chromatides des chromosomes homologues sont alignés précisément les uns avec les autres (figure 1). Le complexe synaptonémal prend en charge l’échange de segments chromosomiques entre chromatides homologues non sœurs, un processus appelé croisement. Le croisement se produit à chaiasmata (singulier = chiasma), le point de contact entre les chromosomes non soeurs d’une paire homologue (Figure 2).

À la fin de la prophase I, les paires ne sont maintenues ensemble qu’à les chiasmas et sont appelés tétrades car les quatre chromatides soeurs de chaque paire de chromosomes homologues sont désormais visibles.

Figure 2. Le croisement se produit entre des chromatides non soeurs de chromosomes homologues. Le résultat est un échange de matériel génétique entre chromosomes homologues.

Les événements de croisement sont la première source de variation génétique dans les noyaux produits par la méiose. Un seul événement de croisement entre des chromatides homologues non soeurs conduit à un échange réciproque d’ADN équivalent entre un chromosome maternel et un chromosome paternel. Maintenant, lorsque cette chromatide sœur est déplacée dans une cellule gamète, elle portera un peu d’ADN d’un parent de l’individu et un peu d’ADN de l’autre parent. Plusieurs croisements dans un bras du chromosome ont le même effet, échangeant des segments d’ADN pour créer des chromosomes recombinants.

Un deuxième événement de la Prophase I est l’attachement des microtubules des fibres du fuseau aux protéines kinétochores au niveau des centromères . À la fin de la prométaphase I, chaque tétrade est attachée aux microtubules des deux pôles, avec un chromosome homologue face à chaque pôle. Les chromosomes homologues sont toujours maintenus ensemble au chiasma.

De plus, la membrane nucléaire s’est entièrement décomposée.

Métaphase I

Pendant la métaphase I, l’homologue les chromosomes sont disposés au centre de la cellule avec les kinétochores face aux pôles opposés. Les paires homologues s’orientent au hasard à l’équateur. Rappelez-vous que les chromosomes homologues ne sont pas identiques. Ils contiennent de légères différences dans leurs informations génétiques, ce qui fait que chaque gamète a une constitution génétique unique. Ce caractère aléatoire est la base physique de la création de la deuxième forme de variation génétique chez la progéniture. Le nombre de variations dépend du nombre de chromosomes constituant un ensemble. Il existe deux possibilités d’orientation au niveau de la plaque métaphase; le nombre d’alignements possibles est donc égal à 2n, où n est le nombre de chromosomes par ensemble. Les humains ont 23 paires de chromosomes, ce qui donne plus de huit millions (223) gamètes génétiquement distincts possibles. Ce nombre n’inclut pas la variabilité qui était précédemment créée dans les chromatides soeurs par croisement. Compte tenu de ces deux mécanismes, il est hautement improbable que deux cellules haploïdes résultant de la méiose aient la même composition génétique (Figure 3).

Figure 3. Assortiment aléatoire et indépendant pendant la métaphase I peut être démontré en considérant une cellule avec un ensemble de deux chromosomes (n = 2).Dans ce cas, il existe deux arrangements possibles au plan équatorial en métaphase I. Le nombre total possible de gamètes différents est de 2n, où n est égal au nombre de chromosomes dans un ensemble. Dans cet exemple, il existe quatre combinaisons génétiques possibles pour les gamètes. Avec n = 23 dans les cellules humaines, il existe plus de 8 millions de combinaisons possibles de chromosomes paternels et maternels.

Pour résumer les conséquences génétiques de la méiose I, les gènes maternels et paternels sont recombinés par croisement événements qui se produisent entre chaque paire homologue pendant la prophase I. De plus, l’assortiment aléatoire de tétrades sur la plaque de métaphase produit une combinaison unique de chromosomes maternels et paternels qui feront leur chemin dans les gamètes.

Anaphase I

En anaphase I, les microtubules séparent les chromosomes liés. Les chromatides soeurs restent étroitement liées entre elles au centromère. Les chiasmes sont cassés en anaphase I lorsque les microtubules attachés aux kinétochores fusionnés séparent les chromosomes homologues (Figure 4).

Figure 4. Le processus d’alignement des chromosomes diffère entre la méiose I et la méiose II. Dans la prométaphase I, les microtubules se fixent aux kinétochores fusionnés des chromosomes homologues et les chromosomes homologues sont disposés au milieu de la cellule en métaphase I. En anaphase I, les chromosomes homologues sont séparés. Dans la prométaphase II, les microtubules se fixent aux kinétochores des chromatides soeurs et les chromatides soeurs sont disposées au milieu des cellules en métaphase II. En anaphase II, les chromatides soeurs sont séparées.

Télophase I et cytokinèse

En télophase, les chromosomes séparés arrivent aux pôles opposés. Le reste des événements de télophase typiques peut ou non se produire, selon l’espèce. Dans certains organismes, les chromosomes se décondensent et des enveloppes nucléaires se forment autour des chromatides de la télophase I. Dans d’autres organismes, la cytokinèse – la séparation physique des composants cytoplasmiques en deux cellules filles – se produit sans reformation des noyaux. Chez presque toutes les espèces d’animaux et certains champignons, la cytokinèse sépare le contenu cellulaire par un sillon de clivage (constriction de l’anneau d’actine qui conduit à la division cytoplasmique). Chez les plantes, une plaque cellulaire est formée pendant la cytokinèse cellulaire par des vésicules de Golgi fusionnant à la plaque métaphase. Cette plaque cellulaire conduira finalement à la formation de parois cellulaires qui séparent les deux cellules filles.

Deux cellules haploïdes sont le résultat final de la première division méiotique. Les cellules sont haploïdes car à chaque pôle, il n’y a qu’un seul de chaque paire de chromosomes homologues. Par conséquent, un seul jeu complet de chromosomes est présent. C’est pourquoi les cellules sont considérées comme haploïdes – il n’y a qu’un seul jeu de chromosomes, même si chaque homologue se compose toujours de deux chromatides soeurs. Rappelez-vous que les chromatides soeurs ne sont que des doubles de l’un des deux chromosomes homologues (à l’exception des changements survenus lors du croisement). Dans la méiose II, ces deux chromatides soeurs se sépareront, créant quatre cellules filles haploïdes.

Contribuez!

Améliorez cette pageEn savoir plus