Comment les chromosomes déterminent le sexe

Les chromosomes sont de longs segments de gènes qui portent des informations héréditaires. Ils sont composés d’ADN et de protéines et sont situés dans le noyau de nos cellules. Les chromosomes déterminent tout, de la couleur des cheveux et des yeux au sexe. Le fait d’être un homme ou une femme dépend de la présence ou de l’absence de certains chromosomes. Les cellules humaines contiennent 23 paires de chromosomes pour un total de 46. Il existe 22 paires d’autosomes (chromosomes non sexuels) et une paire de chromosomes sexuels. Les chromosomes sexuels sont le chromosome X et le chromosome Y.

Chromosomes sexuels

Dans la reproduction sexuelle humaine, deux gamètes distincts fusionnent pour former un zygote. Les gamètes sont des cellules reproductrices produites par un type de division cellulaire appelé méiose. Les gamètes sont également appelés cellules sexuelles. Ils ne contiennent qu’un seul ensemble de chromosomes et sont donc dits haploïdes. Le gamète mâle, appelé spermatozoïde, est relativement mobile et possède généralement un flagelle. Le gamète femelle, appelé ovule, est non mobile et relativement gros par rapport au gamète mâle. Lorsque les gamètes haploïdes mâles et femelles s’unissent dans un processus appelé fécondation, ils se développent en ce que l’on appelle un zygote. Le zygote est diploïde, ce qui signifie qu’il contient deux ensembles de chromosomes.

Chromosomes sexuels X-Y

Les gamètes mâles, ou spermatozoïdes, chez l’homme et les autres mammifères sont hétérogènes et contiennent l’un des deux types de chromosomes sexuels. Les cellules spermatiques portent un chromosome sexuel X ou Y. Les gamètes femelles, ou ovules, ne contiennent cependant que le chromosome sexuel X et sont homogènes. Dans ce cas, le spermatozoïde détermine le sexe d’un individu. Si un spermatozoïde contenant un chromosome X féconde un ovule, le zygote résultant sera XX, ou femelle. Si le spermatozoïde contient un chromosome Y, le zygote résultant sera XY, ou mâle. Les chromosomes Y portent les gènes nécessaires au développement des gonades mâles, ou testicules. Les individus qui n’ont pas de chromosome Y (XO ou XX) développent des gonades féminines, ou ovaires. Deux chromosomes X sont nécessaires pour le développement d’ovaires pleinement fonctionnels.

Les gènes situés sur le chromosome X sont appelés gènes liés au sexe X, et ces gènes déterminent les traits liés au sexe X. Une mutation survenant dans l’un de ces gènes pourrait entraîner le développement d’un trait altéré. Comme les hommes n’ont qu’un seul chromosome X, le caractère modifié serait toujours exprimé chez les hommes. Chez les femmes, en revanche, le caractère ne sera pas toujours exprimé. Comme les femmes ont deux chromosomes X, le caractère modifié pourrait être masqué si un seul chromosome X présente la mutation et que le caractère est récessif. Un exemple de gène lié au chromosome X est le daltonisme rouge-vert chez l’homme.

Chromosomes sexuels X-O

Les sauterelles, les cafards et autres insectes ont un système similaire pour déterminer le sexe d’un individu. Les hommes adultes n’ont pas le chromosome sexuel Y que les humains possèdent et n’ont qu’un chromosome X. Ils produisent des spermatozoïdes qui contiennent soit un chromosome X, soit aucun chromosome sexuel, qui est désigné par O. Les femelles sont XX et produisent des ovules qui contiennent un chromosome X. Si un spermatozoïde X fertilise un ovule, le zygote qui en résulte sera XX, ou femelle. Si un spermatozoïde ne contenant pas de chromosome sexuel fertilise un ovule, le zygote résultant sera XO, ou mâle.

Chromosomes sexuels Z-W

Les oiseaux, certains insectes tels que les papillons, les grenouilles, les serpents et certaines espèces de poissons ont un système différent pour déterminer le sexe. Chez ces animaux, c’est le gamète femelle qui détermine le sexe d’un individu. Les gamètes femelles peuvent contenir soit un chromosome Z, soit un chromosome W. Les gamètes mâles ne contiennent que le chromosome Z. Les femelles de ces espèces sont ZW, et les mâles sont ZZ.

Parthénogenèse

Qu’en est-il des animaux comme la plupart des sortes de guêpes, d’abeilles et de fourmis qui n’ont pas de chromosomes sexuels ? Chez ces espèces, la fécondation détermine le sexe. Si un ovule est fécondé, il se développera en une femelle. Un ovule non fécondé peut se transformer en mâle. La femelle est diploïde et contient deux ensembles de chromosomes, tandis que le mâle est haploïde. Ce développement d’un ovule non fécondé en un mâle et d’un ovule fécondé en une femelle est un type de parthénogénèse connu sous le nom de parthénogénèse arrhénotokoïde.

Détermination du sexe dans l’environnement

Chez les tortues et les crocodiles, le sexe est déterminé par la température du milieu environnant à une période spécifique du développement d’un œuf fécondé. Les œufs qui sont incubés au-dessus d’une certaine température se développent en un sexe, tandis que les œufs incubés en dessous d’une certaine température se développent en l’autre sexe. Les mâles et les femelles se développent lorsque les œufs sont incubés à des températures comprises entre celles qui n’induisent que le développement d’un seul sexe.