L’essentiel
Le brassage génétique est le mélange des allèles qui rend chaque gamète unique. Il a deux origines dans la méiose : le brassage intrachromosomique, dû aux crossing-over en prophase I, et le brassage interchromosomique, dû à la séparation aléatoire des homologues en anaphase I. La fécondation amplifie ensuite cette diversité.
Le brassage intrachromosomique
En prophase I de la méiose, les chromosomes homologues sont appariés. Leurs chromatides peuvent s’enjamber et échanger des portions : c’est le crossing-over.
Le brassage intrachromosomique en résulte : sur un même chromosome, de nouvelles associations d’allèles apparaissent. Il ne se voit que pour des gènes situés sur la même paire de chromosomes. Plus les gènes sont éloignés, plus un crossing-over entre eux est probable.
Brassage intrachromosomique : en prophase I, par crossing-over, entre gènes liés.
Le brassage interchromosomique
En métaphase I, chaque paire d’homologues s’oriente au hasard, indépendamment des autres paires. En anaphase I, les chromosomes d’origine paternelle et maternelle se répartissent donc de façon aléatoire. C’est le brassage interchromosomique.
Pour n paires de chromosomes, le nombre de combinaisons possibles est 2ⁿ. Chez l’être humain, cela fait 2²³, soit environ 8,4 millions de gamètes différents, sans compter les crossing-over.
Brassage interchromosomique : en anaphase I, entre gènes indépendants, portés par des paires différentes.
Brassage interchromosomique et intrachromosomique : la comparaison
| Intrachromosomique | Interchromosomique | |
|---|---|---|
| Moment | Prophase I | Anaphase I |
| Mécanisme | Crossing-over entre chromatides d’homologues | Séparation aléatoire des homologues |
| Gènes concernés | Gènes liés, sur le même chromosome | Gènes indépendants, sur des chromosomes différents |
| Résultat | Nouveaux chromosomes recombinés | Nouvelles combinaisons de chromosomes |
Astuce : « Intra » signifie à l’intérieur : le mélange se passe à l’intérieur d’une paire. « Inter » signifie entre : il se passe entre les paires.
Le rôle de la fécondation
La fécondation réunit au hasard deux gamètes. En tenant compte du seul brassage interchromosomique, un couple pourrait produire 2²³ × 2²³ combinaisons, soit environ 70 000 milliards. Avec les crossing-over, ce nombre devient encore bien plus grand. Hors vrais jumeaux, chaque individu est donc génétiquement unique.
Lire un croisement test à deux gènes
Pour déterminer si deux gènes sont liés, on réalise un test-cross : on croise un double hétérozygote avec un double homozygote récessif. Les proportions des descendants reflètent celles des gamètes du premier parent.
| Résultats du croisement | Interprétation | Brassage |
|---|---|---|
| 4 phénotypes à 25 % environ | Gènes indépendants | Interchromosomique |
| 2 phénotypes parentaux majoritaires et 2 recombinés minoritaires | Gènes liés | Intrachromosomique |
| 2 phénotypes parentaux seulement | Gènes très proches, sans crossing-over observé | Pas de brassage visible |
- Exemple : 41 %, 42 %, 8 % et 9 % → les deux phénotypes recombinés sont minoritaires, donc les gènes sont liés.
Les erreurs à éviter
Le brassage interchromosomique se produit en prophase I. Il se produit en anaphase I.
La prophase I est le moment des crossing-over, donc du brassage intrachromosomique.
Le crossing-over a lieu entre les deux chromatides d’un même chromosome. Il a lieu entre chromatides de chromosomes homologues.
Deux chromatides sœurs sont identiques : un échange entre elles ne changerait rien.
Le brassage crée de nouveaux allèles. Il crée de nouvelles combinaisons d’allèles existants.
Les nouveaux allèles proviennent des mutations.
Exercices corrigés
1. À quel moment se produisent les crossing-over ?
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Prophase I. Les homologues sont alors appariés, ce qui permet l’échange de portions de chromatides.
2. Quelle étape réalise le brassage interchromosomique ?
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La séparation aléatoire des homologues. Chaque paire se répartit indépendamment des autres en anaphase I.
3. Une espèce a 2n = 8. Combien de gamètes différents le seul brassage interchromosomique peut-il produire ?
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16. n = 4, donc 2⁴ = 16 combinaisons.
4. Un test-cross donne 25 % de chaque phénotype. Les deux gènes sont :
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indépendants. Les quatre types de gamètes sont équiprobables : les gènes sont sur des chromosomes différents.
5. Un test-cross donne 45 %, 45 %, 5 %, 5 %. Comment expliquer les 5 % ?
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Par des crossing-over entre gènes liés. Les phénotypes recombinés minoritaires viennent de gamètes issus de crossing-over.
6. Pourquoi deux gènes éloignés sur un chromosome donnent-ils plus de recombinés que deux gènes proches ?
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Un crossing-over a plus de chances de se produire entre eux. La probabilité d’un échange entre deux locus augmente avec la distance qui les sépare.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre brassage interchromosomique et intrachromosomique ?
Le brassage interchromosomique mélange les chromosomes entiers en anaphase I. Le brassage intrachromosomique mélange des portions de chromosomes en prophase I, par crossing-over.
Qu’est-ce qu’un crossing-over ?
C’est un échange de portions de chromatides entre deux chromosomes homologues appariés, en prophase I de la méiose.
Quelle est la définition du brassage intrachromosomique ?
C’est la création de nouvelles associations d’allèles sur un même chromosome, à la suite d’un crossing-over.
Qu’est-ce qu’un crossing-over inégal ?
C’est un échange entre chromatides mal alignées. Une chromatide reçoit un fragment en double, et l’autre le perd. Il est à l’origine de duplications de gènes.