À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Décrire le crossing-over : échange réciproque de fragments entre chromatides homologues en prophase I
- Identifier un chiasma au microscope optique sur des bivalents en prophase I de méiose
- Situer la découverte historique : Janssens (1909) pour l’observation, Morgan (1911) pour la démonstration génétique
- Expliquer en quoi le crossing-over rend compte des gamètes recombinés observés en Lesson 4.2
1. La question laissée ouverte par la Lesson 4.2
Nous avons observé en F2 du test cross sur gènes liés des phénotypes recombinés, [b⁺, vg] et [b, vg⁺], qui ne devraient pas exister si les chromosomes restaient intacts pendant la méiose. F1 produit donc, en faibles proportions, des gamètes (b⁺ vg) et (b vg⁺), porteurs de combinaisons d’allèles qu’aucun chromosome parental n’avait initialement.
Pour produire de tels gamètes, il faudrait qu’au cours de la méiose, des portions de chromosomes homologues soient échangées entre elles, de sorte qu’un chromosome final porte un mélange d’allèles venus des deux chromosomes initiaux. Existe-t-il un mécanisme cellulaire qui réalise cet échange ? La microscopie a apporté la réponse il y a plus d’un siècle.
2. L’observation historique des chiasmas
En 1909, le cytologiste belge Frans Janssens publie une observation décisive sur les méioses de salamandres et de batraciens. En prophase I, alors que les chromosomes homologues se sont appariés en bivalents (paires d’homologues unis), on voit apparaître au microscope des croisements visibles entre chromatides. Janssens les baptise chiasmas (du grec χιασμός, « croisement en X »).
Chaque chiasma correspond à un point d’échange réciproque entre deux chromatides homologues : une portion de la chromatide d’un chromosome est échangée avec la portion correspondante de la chromatide de l’homologue. C’est ce qu’on appelle un crossing-over (ou enjambement).
3. La démonstration génétique de Morgan (1911)
Deux ans après Janssens, en 1911, l’Américain Thomas Hunt Morgan (université Columbia) établit le lien expérimental entre les chiasmas observés au microscope et les phénotypes recombinés observés dans les croisements de drosophiles. Travaillant sur des gènes liés sur le chromosome X, Morgan démontre que la fréquence de recombinaison entre deux gènes liés est proportionnelle à la distance qui les sépare sur le chromosome.
Ce résultat fondateur, qui vaudra à Morgan le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1933, posera la base de la cartographie génétique : on peut mesurer la distance entre deux gènes liés à partir de la proportion de descendants recombinés. L’unité historique de distance génétique, le centiMorgan (cM), est nommée en son honneur — 1 cM correspond à 1 % de descendants recombinés.
Synthèse : un chiasma observé au microscope correspond à un crossing-over génétique observable par la production de gamètes recombinés. Le brassage intrachromosomique n’est donc pas une simple hypothèse théorique — c’est un phénomène visible (chiasmas) et mesurable (fréquence de recombinaison).
4. Conséquence sur la production des gamètes
Lorsqu’un crossing-over a lieu entre deux gènes liés (entre b et vg, par exemple), il peut produire des chromatides recombinées portant des combinaisons d’allèles absentes des chromosomes parentaux. Reprenons l’exemple de F1 (b⁺ vg⁺ / b vg) :
- Sans crossing-over entre b et vg : F1 produit deux types de gamètes parentaux, (b⁺ vg⁺) et (b vg).
- Avec un crossing-over entre b et vg : les deux chromatides impliquées dans l’échange deviennent recombinées, donnant naissance à des gamètes (b⁺ vg) et (b vg⁺).
Le crossing-over rend donc parfaitement compte des phénotypes recombinés [b⁺, vg] et [b, vg⁺] observés en Lesson 4.2. Notre modèle est complet.
Le crossing-over est le mécanisme cellulaire à l’origine du brassage intrachromosomique. Il survient en prophase I de la méiose, entre chromatides homologues, et redistribue les allèles à l’intérieur des chromosomes — créant des combinaisons nouvelles qui n’existaient pas chez les parents.
Ce qu’il faut retenir
- Crossing-over = échange réciproque de fragments entre chromatides homologues en prophase I de méiose (sous-phase pachytène)
- Visible au microscope sous forme de chiasmas sur les bivalents (Janssens, 1909)
- Démonstration génétique par Morgan (1911, Nobel 1933) : la fréquence de recombinaison entre deux gènes liés est proportionnelle à la distance qui les sépare
- Le crossing-over rend compte des gamètes recombinés observés et est le mécanisme du brassage intrachromosomique
- Unité de distance génétique : le centiMorgan (cM) = 1 % de recombinés
Sources scientifiques :
- Janssens, F. A. (1909). La théorie de la chiasmatypie. La Cellule 25 : 387-411. Source historique de l’observation des chiasmas.
- Morgan, T. H. (1911). Random segregation versus coupling in Mendelian inheritance. Science 34 : 384. Démonstration génétique de la liaison et de la recombinaison.
- Programme officiel BO Terminale spé SVT, sous-thème 1A — Licence Etalab.
🤖 Synthèse rédigée avec assistance IA à partir des cours universitaires et de sources académiques de référence.
ℹ️ Pour assurer un suivi personnalisé, les quiz ne sont accessibles qu'en étant connecté :
- en cliquant sur suivant vous serez donc redirigé vers une page de connexion,
- pour poursuivre sans vous connecter, merci de cliquer directement sur la leçon dans le menu.