Chapitre 5 — La méiose · Topic 2 : La prophase I · Leçon 2.1
La prophase I est la première phase de la méiose I et la plus longue : elle se subdivise en 5 stades, toujours dans le même ordre. Cette leçon couvre les deux premiers : le leptotène (appariement des homologues, début de recombinaison) et le zygotène (synapse, complexe synaptonémal).
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- nommer les 5 stades de la prophase I ;
- décrire l’appariement des homologues (tétrade) ;
- expliquer le rôle des télomères ;
- décrire le début de la recombinaison homologue ;
- définir le complexe synaptonémal.
🧭 Plan de la leçon
- Les cinq stades et le leptotène
- Le début de la recombinaison homologue
- Le zygotène et le complexe synaptonémal
1. Les cinq stades et le leptotène
La prophase I se subdivise en 5 stades, toujours dans cet ordre : leptotène → zygotène → pachytène → diplotène → diacinèse.
Au leptotène :
- les chromatides sœurs dupliquées se condensent et forment des « fils » visibles au microscope ;
- les chromosomes homologues se rapprochent : c’est l’appariement des homologues = formation d’une tétrade ;
- les télomères (extrémités), dispersés en interphase, se réorganisent et se regroupent ;
- les séquences homologues (mêmes gènes, séquences différentes) se mettent face à face ; même les chromosomes sexuels X et Y possèdent des séquences homologues permettant l’appariement.
Une tétrade = une paire de chromosomes homologues appariés, chacun à 2 chromatides (soit 4 chromatides au total). Le rapprochement est si fin qu’on parle d’alignement pré-synaptique (on a l’impression de voir une « synapse »). À ce stade, on observe des mouvements de chromatides (mécanismes inconnus) et un appariement sur les séquences homologues.
2. Le début de la recombinaison homologue
Toujours au leptotène débute la recombinaison homologue : l’interaction entre des molécules d’ADN cassées et intactes, qui favorise la réparation, l’échange et l’appariement. Ces cassures sont naturelles (processus endogène de la cellule) ; lors de leur réparation, il peut y avoir échange de matériel génétique (équivalent) entre homologues.
Les étapes initiales :
- (a) cassure du double brin d’un homologue, dans des régions spécifiques, par des enzymes spécifiques ;
- (b) raccourcissement de l’ADN en 5′ de l’homologue cassé ;
- (c) invasion du simple brin par des enzymes de recombinaison → recombinaison et appariement au niveau des régions complémentaires.
Les cassures double brin sont concentrées à des sites préférentiels.
3. Le zygotène et le complexe synaptonémal
Au zygotène, le rapprochement des homologues s’accentue : c’est la synapse, avec la mise en place du complexe synaptonémal.
- fort rapprochement des homologues (synapses) et formation du complexe synaptonémal entre les homologues appariés ;
- distance d’environ 100 nm entre les homologues appariés (très proches) ;
- le complexe synaptonémal est une structure protéique filamenteuse liant une paire de chromosomes homologues.
Ses fonctions (potentielles) : site de maturation des crossing-over et empêcher l’enchevêtrement des homologues.
Contre-intuitif : la cellule casse délibérément son propre ADN (cassures double brin endogènes) pour amorcer la recombinaison. Ce qui serait une catastrophe dans une cellule somatique devient ici un outil de brassage génétique : la réparation de ces cassures permet l’échange de matériel entre homologues.
🧠 À retenir absolument
- Prophase I = 5 stades : leptotène → zygotène → pachytène → diplotène → diacinèse.
- Leptotène : condensation, appariement des homologues = tétrade (4 chromatides) ; télomères dispersés → regroupés ; alignement pré-synaptique ; même X/Y ont des séquences homologues.
- Recombinaison homologue (début au leptotène) : cassures double brin endogènes à des sites préférentiels → résection 5′ → invasion du simple brin.
- Zygotène : synapse + complexe synaptonémal (structure protéique filamenteuse, ~100 nm).
- Fonctions du complexe synaptonémal : maturation des crossing-over, empêcher l’enchevêtrement.
❓ Questions fréquentes
Quels sont les cinq stades de la prophase I ?
Dans l’ordre : leptotène, zygotène, pachytène, diplotène et diacinèse. Ils se succèdent toujours dans cet ordre, la prophase I étant la phase la plus longue de la méiose.
Qu’est-ce qu’une tétrade ?
C’est une paire de chromosomes homologues appariés au leptotène. Comme chaque homologue possède deux chromatides sœurs, une tétrade compte quatre chromatides au total. On parle aussi de bivalent.
Comment débute la recombinaison homologue ?
Par des cassures double brin de l’ADN, naturelles et endogènes, réalisées par des enzymes spécifiques à des sites préférentiels. Suit un raccourcissement en 5′ de l’homologue cassé, puis une invasion du simple brin par des enzymes de recombinaison, permettant l’appariement aux régions complémentaires.
Qu’est-ce que le complexe synaptonémal ?
C’est une structure protéique filamenteuse, mise en place au zygotène, qui lie une paire de chromosomes homologues appariés (synapse), à environ 100 nm l’un de l’autre. Il servirait de site de maturation des crossing-over et empêcherait l’enchevêtrement des homologues.
🚀 Pour aller plus loin
La recombinaison se poursuit et aboutit aux crossing-over : c’est le cœur de la méiose.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.