Exercice 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Polynésie jour 2 - Remplacement 2023

Expliquer comment les mécanismes du brassage intra-chromosomique peuvent conduire à une diversité tant au niveau des combinaisons alléliques que de celles des gènes.

Réponse : Plan attendu de la synthèse argumentée : Introduction : - Définition de la méiose (succession de deux divisions cellulaires permettant le passage de la diploïdie à l'haploïdie lors de la formation des gamètes). - Présentation de la prophase 1 : appariement des chromosomes homologues sous forme de bivalents / tétrades. - Problématique : Comment les échanges de matériel génétique au cours de la prophase 1 de méiose engendrent-ils à la fois de nouvelles combinaisons alléliques et la création de nouveaux gènes ? I. Le brassage intra-chromosomique : créateur de nouvelles combinaisons alléliques - Mécanisme : formation de chiasmas entre chromatides non-sœurs de chromosomes homologues appariés, rupture et échange réciproque et équilibré de segments de chromatides (crossing-over). - Conséquence génétique : dissociation d'allèles de gènes liés (portés par le même chromosome). Production de gamètes aux génotypes parentaux et de gamètes aux génotypes recombinés (ces derniers étant généralement minoritaires). - Exemple : croisement-test (test-cross) chez la drosophile entre une femelle hétérozygote pour deux gènes liés (ex. couleur du corps et longueur des ailes) et un mâle double récessif, montrant 4 phénotypes dont 2 recombinés en proportions inférieures aux parentaux. II. Les anomalies du brassage intra-chromosomique : création et diversification des gènes - Mécanisme : un mauvais appariement des chromosomes homologues en prophase 1 entraîne un crossing-over inégal ou asymétrique. - Conséquence : l'une des chromatides reçoit deux copies d'un même gène (duplication génique), tandis que l'autre subit une délétion. - Devenir des gènes dupliqués : après transposition éventuelle sur un autre chromosome ou maintien en tandem, chaque copie accumule indépendamment des mutations ponctuelles au fil des générations (divergence génétique). - Résultat à l'échelle évolutive : formation d'une famille multigénique (ensemble de gènes apparentés dérivant d'un gène ancestral commun et codant des protéines aux fonctions proches ou spécialisées). - Exemple du document : la famille des opsines chez les Primates. Le gène ancestral a subi une duplication et une transposition (gène de l'opsine S sur le chromosome 7 ; gènes des opsines M et L sur le chromosome X par duplication en tandem et mutations), permettant l'acquisition de la vision trichromatique. Conclusion : - Bilan : le crossing-over équilibré brasse les allèles préexistants (diversité intra-spécifique), tandis que le crossing-over inégal enrichit le génome en apportant de nouveaux gènes qui divergent (diversification et complexification du vivant à l'échelle évolutive).