Le brassage génétique

01Le brassage interchromosomique

Lors de la première division de méiose, en métaphase I, les paires de chromosomes homologues s'alignent sur la plaque équatoriale de la cellule. Pour chaque paire, l'orientation vers l'un ou l'autre pôle de la cellule se fait de façon aléatoire et indépendante des autres paires. Chez l'espèce humaine, qui possède 23 paires de chromosomes, ce tirage aléatoire génère 2 puissance 23, soit plus de 8 millions, de combinaisons chromosomiques possibles dans les gamètes. Ce phénomène, appelé brassage interchromosomique, mélange au hasard les chromosomes d'origine paternelle et maternelle : un gamète ne contient donc jamais uniquement des chromosomes hérités d'un seul parent.

02Le brassage intrachromosomique

Un second mécanisme intervient plus tôt, en prophase I, alors que les chromosomes homologues sont étroitement appariés en un complexe appelé bivalent ou tétrade. À ce stade, des chromatides de chromosomes homologues peuvent se casser et échanger des fragments : c'est le crossing-over. Ces échanges se produisent en des points appelés chiasmas, visibles au microscope. Le crossing-over crée des chromatides recombinées, associant sur un même chromosome des allèles d'origine paternelle et des allèles d'origine maternelle. Ce brassage intrachromosomique agit à l'échelle du chromosome lui-même, alors que le brassage interchromosomique agit à l'échelle de la cellule.

Ces deux mécanismes se combinent : les chromosomes déjà recombinés par crossing-over sont ensuite répartis aléatoirement entre les cellules filles lors de l'anaphase I. La diversité des gamètes produits par un seul individu est donc considérable, bien supérieure au seul chiffre lié au brassage interchromosomique.

03Conséquences pour la diversité génétique

Ce double brassage explique pourquoi deux gamètes produits par le même individu ne sont jamais génétiquement identiques, à l'exception des jumeaux vrais issus d'un même événement de fécondation. Lors de la fécondation, l'union aléatoire d'un gamète paternel et d'un gamète maternel, chacun déjà unique, multiplie encore la diversité génétique de la descendance. C'est ce qui explique que deux frères et sœurs, bien qu'issus des mêmes parents, présentent des combinaisons alléliques différentes et ne se ressemblent jamais parfaitement, sauf cas des vrais jumeaux.

04Méthode : identifier un brassage sur un schéma de méiose

1. Étape 1 repérer si l'échange de segments se produit entre chromatides de chromosomes homologues appariés en prophase I : c'est un brassage intrachromosomique (crossing-over).
2. Étape 2 repérer si ce sont des chromosomes entiers qui se répartissent aléatoirement vers les pôles en métaphase-anaphase I : c'est un brassage interchromosomique.
3. Étape 3 vérifier la présence de chiasmas sur le schéma, signature visuelle du crossing-over.

05Erreurs fréquentes

• ✗ Confondre brassage interchromosomique et intrachromosomique : le premier concerne des chromosomes entiers, le second des fragments de chromatides.
• ✗ Situer le crossing-over en métaphase I : il a lieu en prophase I.
• ✗ Oublier que la fécondation, en associant deux gamètes uniques, amplifie encore la diversité génétique.