Méiose et enjambement 3D | Simulation de biologie

À propos de cette simulation

La méiose et l'enjambement est une simulation interactive de division cellulaire 3D qui démontre comment la reproduction sexuée génère de la diversité génétique tout en divisant par deux le nombre de chromosomes du stade diploïde (2n) au stade haploïde (n). À l'intérieur d'une cellule germinale en division translucide avec des pôles de centrosomes et des fibres fuseau, deux paires de chromosomes homologues (chromatides maternelles en rose-rouge, chromatides paternelles en cyan ciel) progressent à travers la prophase I, la métaphase I, l'anaphase I, la télophase I, la métaphase II, l'anaphase II et les gamètes haploïdes finaux. Les étudiants peuvent ajuster la fréquence d'enjambement (ou rapprocher les chromatides internes) pour échanger des segments d'allèles distaux au niveau de chiasmata brillants, basculer le retournement des chromosomes en métaphase I pour un assortiment indépendant et suivre les quatre génotypes de gamètes recombinants et parentaux résultants.

Ce que les élèves peuvent explorer

À l'étape 1 (Prophase I), définissez la fréquence d'enjambement sur 1 ou 2 et observez l'anneau de chiasma jaune brillant où les chromatides non sœurs internes échangent des pointes d'allèles rouges et cyan.
Passez à l'étape 2 (Métaphase I) et activez le retournement des chromosomes (assortiment) pour changer le pôle vers lequel font face les homologues maternels et paternels de la paire 2.
Parcourez les étapes 3 et 4 (Anaphase I et Télophase I) pour voir les paires homologues se séparer en deux cellules haploïdes (1n) tandis que les chromatides sœurs restent jointes à leurs centromères.
Poursuivez vers les étapes 6 et 7 (Anaphase II et quatre gamètes haploïdes) pour voir les centromères se fendre et comparer les quatre gamètes recombinants et parentaux résultants.
Comparez l'affichage des génotypes de gamètes uniques lorsque l'enjambement est réglé sur 0 (2 types de gamètes) par rapport à 1 ou 2 (4 génotypes de gamètes uniques).

Objectifs d'apprentissage

1Expliquer comment la méiose I (division de réduction) sépare les paires de chromosomes homologues pour réduire la ploïdie du diploïde (2n) à l'haploïde (1n).
2Décrire comment la synapsis et l'enjambement au niveau des chiasmata pendant la prophase I créent des chromatides recombinantes avec de nouvelles combinaisons d'allèles.
3Expliquer comment l'assortiment indépendant des paires homologues sur la plaque de métaphase I produit 2^n combinaisons de chromosomes possibles.
4Opposer l'anaphase I (séparation des chromosomes homologues) à l'anaphase II (division des centromères et séparation des chromatides sœurs).

Questions fréquentes des enseignants

Qu'est-ce que l'enjambement et quand se produit-il pendant la méiose ?

L'enjambement se produit pendant la prophase I de la méiose lorsque les chromosomes homologues maternels et paternels s'apparient étroitement en synapsis pour former une tétrade à quatre chromatides (bivalent). Les chromatides non sœurs se rompent et échangent des segments d'ADN correspondants au niveau de jonctions en forme de X appelées chiasmata, créant des chromosomes recombinants.

Quelle est la différence entre l'anaphase I et l'anaphase II ?

En anaphase I, les paires de chromosomes homologues sont tirées vers des pôles opposés tandis que chaque chromosome consiste toujours en deux chromatides sœurs jointes. En anaphase II, les centromères finissent par se diviser et les chromatides sœurs individuelles se séparent vers des pôles opposés.

Comment l'assortiment indépendant augmente-t-il la variation génétique ?

Pendant la métaphase I, chaque paire homologue s'aligne de manière aléatoire sur la plaque équatoriale du fuseau indépendamment de toute autre paire. Pour n paires homologues, l'orientation aléatoire seule produit 2^n combinaisons différentes de chromosomes maternels et paternels dans les gamètes (plus de 8 millions chez les humains avec n = 23).

Pourquoi les cellules à la fin de la méiose I sont-elles déjà considérées comme haploïdes (1n) ?

La ploïdie compte le nombre d'ensembles de chromosomes homologues dans une cellule, et non le nombre de chromatides. Parce que les paires homologues se séparent pendant l'anaphase I, chaque cellule fille de télophase I ne contient qu'un seul chromosome de chaque paire (1n), même si chaque chromosome possède encore deux chromatides sœurs (ADN 2c).

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