L'avantage de la reproduction sexuée est qu'elle génère une diversité génétique, ce qui rend une population d'organismes reproducteurs mieux à même de survivre aux pressions environnementales. La méiose est le processus de production de gamètes, qui sont des spermatozoïdes et des ovules. Les gamètes ne possèdent que la moitié du nombre de chromosomes que possèdent les cellules normales, car un spermatozoïde et un ovule fusionnent pour former une cellule qui possède le nombre total de chromosomes. La diversité génétique résulte du brassage des chromosomes au cours de la méiose.
Processus de méiose
Un homme produit du sperme et une femme produit des ovules parce que leurs cellules reproductrices subissent une méiose. La méiose commence avec une cellule qui possède le nombre total de chromosomes spécifiques à chaque organisme - les cellules humaines ont 46 chromosomes. Il se termine par quatre cellules, appelées gamètes, qui possèdent chacune la moitié du nombre total de chromosomes. La méiose est un processus en plusieurs étapes dans lequel une cellule fait une copie de chaque brin d'ADN, appelé chromosome, puis se divise deux fois. Chaque fois qu'il se divise, il réduit de moitié son contenu en ADN. Chez l'homme, une cellule passe d'avoir 46 brins d'ADN, puis 96 après que chacun soit copié. La première division de la méiose coupe 96 en deux en 46. La deuxième division coupe 46 en 23, qui est le nombre de chromosomes dans un spermatozoïde ou un ovule.
Traverser
Au début de la méiose, les chromosomes se condensent à partir de longs brins en structures courtes et épaisses en forme de doigt. Chez l'homme, les chromosomes condensés ressemblent à un X. La moitié des 46 chromosomes d'une cellule humaine provient de la mère, tandis que les 23 autres sont similaires mais proviennent du père - ils forment 23 paires, comme 23 paires de jumeaux non identiques. Les chromosomes qui forment une paire sont appelés chromosomes homologues. Au début de la méiose, les chromosomes homologues s'apparient avec leurs jumeaux non identiques et échangent des régions d'ADN. Ce processus est appelé croisement et entraîne un brassage des régions d'ADN entre deux chromosomes homologues. Les chromosomes sont volontairement brisés et réunis dans de nouvelles combinaisons.
Ségrégation aléatoire
La méiose non seulement mélange les régions d'ADN entre les chromosomes homologues, elle mélange des chromosomes entiers parmi les quatre gamètes qui en résultent à la fin. La distribution des chromosomes entre quatre gamètes est appelée ségrégation aléatoire. Si le processus de « traverser » revient à déchirer des cartes bleues et des cartes rouges, puis à coller les pièces ensemble pour les rayer cartes, puis la « ségrégation aléatoire » consiste à combiner un paquet rouge et un paquet bleu, à les mélanger, puis à les diviser au hasard en quatre ponts. La ségrégation aléatoire produit quatre jeux de cartes qui contiennent différentes combinaisons de cartes bleues et rouges.
Assortiment indépendant
La troisième façon dont la méiose génère de la diversité génétique est la séparation des chromosomes homologues dans les gamètes. Comme décrit ci-dessus, les chromosomes homologues sont comme des paires de jumeaux non identiques. Un chromosome de la paire venait de maman, l'autre de papa. Chaque chromosome homologue peut contenir les mêmes gènes, ou des versions légèrement différentes du même gène - c'est pourquoi ils sont comme des jumeaux non identiques et non comme des jumeaux identiques. L'assortiment indépendant décrit le processus dans lequel les deux chromosomes homologues d'une paire doivent entrer dans des gamètes séparés. Cela garantit que chaque gamète ne peut avoir qu'un seul des deux chromosomes homologues, ce qui signifie que chacun peut avoir une seule version d'un gène, bien que la cellule d'origine ait pu avoir deux versions légèrement différentes d'un gène.