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Comment on fait les bébés ? #5

11 juin 2014 

Comment les cellules se forment-elles ?
Les gamètes, pourquoi est-ce si spécial ?
Comment un bébé ressemble-t-il un peu à chacun de ses grand-parents ?
Un petit point technique aux mots barbares : la mitose et la méiose. En compagnie de Madeleine et Émile.

La semaine dernière, il était question de mâles des abeilles et de cellules « Gaston Lagaffe ».

Chez certaines espèces, dont les abeilles, seules les femelles (ou les neutres) ont leurs chromosomes par paires. Les mâles n'ont qu'un chromosome de chaque sorte. C'est d'ailleurs ce qui donne des mâles : chez nous, mammifères, c'est la présence d'un chromosome Y ; chez les abeilles, c'est le fait de n'avoir qu'un chromosome de chaque sorte.

Or, si les chromosomes qui se trouvent au cœur de nos cellules (ou de celles des abeilles femelles) vont par paires, ceux de leurs gamètes (cellules reproductrices) n'ont qu'un seul chromosome de chaque sorte. Ce sont les fameuses « cellules Gaston Lagaffe », qui n'ont qu'une seule chaussure au lieu de deux.

Les mâles abeilles sont donc créés par parthénogenèse : leurs chromosomes sont directement les gamètes de leurs maman. Ils n'ont pas besoin d'un papa, contrairement aux femelles qui sont issues d’œufs fécondés. Luke Skywalker n'aurait pas pu être une abeille.

 

Des divisions... chez les cellules !

Avant de tout savoir sur la parthénogenèse, nous vous proposons un article un petit peu plus technique. Rassurez-vous, rien de grave : juste une affaire de divisions.

Notre corps est formé de milliards et de milliards de cellules. Comme le père de Luke Skywalker et comme chacun d'entre nous, ces cellules naissent, vivent, et meurent un jour. En fait, le temps de lire cette phrase, vous avez fêté la naissance et pleuré la mort de millions de cellules de votre corps. Félicitations et condoléances.

Or, une cellule ne naît ni dans le ventre de sa maman, ni dans un œuf, mais d'une division de sa maman. On appelle la division d'une cellule la mitose. Comme une cellule est un objet assez complexe, sa division mérite quelques explications.

Une cellule est un peu comme un grand sac rempli de plein de choses.

Une cellule animale. Auteur : Kelvinsong - Wikipedia

Ce que vous voyez en violet (n°1), c'est le noyau. C'est là que se trouvent nos chromosomes, qui sont de grands paquets d'ADN tout replié, compressé et tassé. En général, chez les animaux (sauf les abeilles mâles, par exemple !), ces chromosomes vont par paires. Et, tout comme vos chaussures sont légèrement différentes l'une de l'autre (une petite tâche par ici, un petit fil qui dépasse par là), les paires de chromosomes se ressemblent énormément mais ne sont pas totalement identiques.

Le but du jeu, pour la cellule qui se divise, c'est que sa fille lui ressemble tout à fait. Le bébé cellule devra donc avoir les mêmes paires de chromosomes que sa maman.

Imaginons que la cellule qui va se diviser n'ait qu'un type de chromosome. Ou, plus précisément, une paire. Nous appellerons l'une des membres de cette paire Madeleine, et l'autre Émile.

Madeleine et Émile ressemblent à des allumettes. Une allumette un peu spéciale, dont le bout rouge ne serait pas systématiquement au bout de l'allumette, mais plus ou moins au milieu de celle-ci. Et qui aurait un super pouvoir : celui de permettre à l'allumette de se recopier. Sans recourir à la Force. On l'appelle le centromère.

Un chromosome-allumette et son centromère (en rouge)

 La cellule s'apprête à se diviser. Les chromosomes-allumettes Madeleine et Émile  se font donc recopier par de petites structures spécifiques. À la fin de la copie, on n'a plus une allumette mais une sorte de « X » : le chromosome d'origine et sa copie, reliés par le centromère. On a donc un X-Madeleine et un X-Émile.

 Un chromosome Madeleine en train de se copier.

Notre cellule contient maintenant un X-Madeleine et un X-Émile. Mais ce n'est pas ce que nous voulons : nous souhaitons obtenir deux cellules avec chacune une allumette-Madeleine et une allumette-Émile, et non un X de chaque. Pour ce faire, les "X" s'alignent au milieu de la cellule, qui grandit, grandit ! Puis les branches du X se séparent. Chaque moitié de X, formant une allumette en tout point semblable à la Madeleine ou au Émile d'origine, se sépare dans un bout de cellule.

La cellule se divise en deux puis de referme, chaque partie contenant une allumette-Madeleine et une allumette-Émile. Ça y est : la cellule s'est divisée. Il y a maintenant non-plus une seule cellule mais deux, identiques à celle d'origine !

Petit récapitulatif. Madeleine est en rouge, Émile en bleu. Auteur : Cineays - Wikipedia

La mitose, cela se passe à chaque seconde dans votre corps. Mais cela ne donne pas des gamètes...

 

Des gamètes très divisées

Lors de la reproduction sexuée, un bébé se forme lorsque deux gamètes, ou cellules reproductrices, se rencontrent. Or, si les gamètes avaient eux aussi leurs chromosomes par paires, ce serait assez compliqué de se mélanger. Imaginez : le bébé aurait deux paires de chaque chromosomes. Et, lorsqu'il deviendrait grand et se reproduirait lui-même, le bébé qui naîtrait de cette union aurait quatre paires de chromosomes. Puis huit, seize, trente-deux, etc. Ingérable.

Les gamètes n'ont en fait pas de paires de chromosomes. Les paires se séparent lors d'une division un peu spéciale, appelée méiose.

 

La méiose commence comme une mitose. Madeleine et Émile se font recopier, formant un X-Madeleine et un X-Émile. Mais, mais... tout se perturbe. D'abord, ils commencent à s'échanger des morceaux. On va par exemple avoir MadÉmène et Elile. Et, juste à côté, Maile et Delèném. Etc etc etc. Comme un chromosome contient plus de lettres qu'une encyclopédie, je vous laisse imaginer le nombre de combinaisons possibles.

Puis ils se séparent et la cellule se divise. Mais, plutôt que d'avoir un Madeleine et un Émile dans chaque nouvelle cellule, nous avons un double Madeleine d'une part, et un double Émile de l'autre ! Bref, les deux cellule-filles seront différentes de la cellule mère.

Cela n'est pas bien grave, puisqu'elles vont continuer de se diviser. La double-Madeleine et le double-Émile vont se séparer, et la cellule va se diviser encore une fois. Résultat : une seule Madeleine ou un seul Émile dans chaque cellule. Ou plutôt, une seule MadÉmène et un seul Elile, puisque tous les deux se seront échangé des morceaux. Bref, même si les gamètes sont issus des mêmes cellules, il n'en existe pas deux pareils !

 

Voici une petite illustration. Madeleine est en rouge, et Émile en bleu. Contrairement à tout à l'heure, on passe d'une cellule à deux chromosomes à une cellule à un seul chromsome. Source : NCBI.

 

On appelle ces cellules des gamètes. Lors se la fécondation, les gamètes se rejoignent, la Madeleine du Papa retrouve le Émile de la maman, et le bébé qui se forme retrouve ses paires de chromosomes.

 

Oui, mais... Sans fécondation, comment est-il possible de retrouver ses paires de chromosomes ? Finalement, comment peut-on avoir une parthénogenèse chez d'autres espèces que les abeilles et leurs copines ?

 

La suite au prochain épisode !

Marie Fisler

sciences de la vie - reproduction

Par Sophie le 17 Juin 2014 à 13:05

Cette question... m'a posé beaucoup de problème lors de mon année de terminale S, c'était plus compliqué que ce qu'il n'y paraissait (du moins scientifiquement) :p
Merci pour votre blog : http://www.museum-lehavre.fr/ !!
Sophie

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