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La recombinaison génétique fait référence au processus de recombinaison des gènes pour produire de nouvelles combinaisons de gènes qui diffèrent de celles de l’un ou l’autre parent. La recombinaison génétique produit une variation génétique dans les organismes qui se reproduisent sexuellement.
Recombinaison ou passage à niveau
La recombinaison génétique est le résultat de la séparation des gènes qui se produit lors de la formation des gamètes dans la méiose, de l’unification aléatoire de ces gènes lors de la fécondation et du transfert de gènes qui a lieu entre des paires de chromosomes dans un processus appelé « crossing over ».
Le croisement permet aux allèles des molécules d’ADN de changer de position d’un segment chromosomique homologue à un autre. La recombinaison génétique est responsable de la diversité génétique d’une espèce ou d’une population.
Pour un exemple de traversée, vous pouvez penser à deux morceaux de corde de 30 cm de long, allongés sur une table, alignés l’un à côté de l’autre. Chaque morceau de corde représente un chromosome. L’un d’eux est rouge. L’autre est bleue. Maintenant, croisez un morceau sur l’autre pour former un « X ». Pendant que les cordes sont croisées, quelque chose d’intéressant se produit : un segment d’un pouce d’une extrémité de la corde rouge se détache. Il change de place avec un segment d’un pouce parallèle à lui sur la corde bleue. Il semble donc qu’un long brin de la corde rouge ait un segment d’un pouce de bleu à son extrémité, et que la corde bleue ait elle aussi un segment d’un pouce de rouge à son extrémité.
Structure des chromosomes
Les chromosomes sont situés dans le noyau de nos cellules et sont formés à partir de la chromatine (masse de matériel génétique constituée d’ADN qui est étroitement enroulé autour de protéines appelées histones). Un chromosome est généralement simple brin et se compose d’une région centromère qui relie une région de bras long (bras q) à une région de bras court (bras p).
Duplication des chromosomes
Lorsqu’une cellule entre dans le cycle cellulaire, ses chromosomes se dupliquent via la réplication de l’ADN en préparation de la division cellulaire. Chaque chromosome dupliqué est composé de deux chromosomes identiques appelés chromatides sœurs qui sont reliés à la région du centromère. Au cours de la division cellulaire, les chromosomes forment des ensembles appariés composés d’un chromosome de chaque parent. Ces chromosomes, appelés chromosomes homologues, sont similaires en termes de longueur, de position des gènes et d’emplacement du centromère.
Traversée en méiose
La recombinaison génétique qui implique un croisement se produit pendant la prophétie I de méiose dans la production de cellules sexuelles.
Les paires de chromosomes dupliquées (chromatides sœurs) données par chaque parent s’alignent étroitement les unes aux autres pour former ce que l’on appelle une tétrade. Un tétrade est composé de quatre chromatides.
Comme les deux chromatides sœurs sont alignées à proximité l’une de l’autre, une chromatide du chromosome maternel peut croiser des positions avec une chromatide du chromosome paternel. Ces chromatides croisées sont appelées chiasma.
Le croisement se produit lorsque le chiasma se brise et que les segments de chromosomes brisés sont commutés sur des chromosomes homologues. Le segment de chromosome brisé du chromosome maternel est relié à son chromosome paternel homologue, et vice-versa.
À la fin de la méiose, chaque cellule haploïde résultante contiendra un des quatre chromosomes. Deux des quatre cellules contiendront un chromosome recombinant.
Recombinaison dans les cellules procaryotes
Les cellules procaryotes, comme les bactéries unicellulaires sans noyau, subissent également une recombinaison génétique. Bien que les bactéries se reproduisent le plus souvent par fission binaire, ce mode de reproduction ne produit pas de variation génétique. Dans la recombinaison bactérienne, les gènes d’une bactérie sont incorporés dans le génome d’une autre bactérie par croisement. La recombinaison bactérienne est réalisée par des processus de conjugaison, de transformation ou de transduction.
Dans la conjugaison, une bactérie se connecte à une autre par une structure de tube protéique appelée pilus. Les gènes sont transférés d’une bactérie à l’autre par ce tube.
Lors de leur transformation, les bactéries absorbent l’ADN de leur environnement. Les restes d’ADN présents dans l’environnement proviennent le plus souvent de cellules bactériennes mortes.
Dans Par transduction, l’ADN bactérien est échangé par un virus qui infecte des bactéries appelées bactériophages. Une fois que l’ADN étranger est internalisé par une bactérie par conjugaison, transformation ou transduction, la bactérie peut insérer des segments de l’ADN dans son propre ADN. Ce transfert d’ADN s’effectue par croisement et aboutit à la création d’une cellule bactérienne recombinante.
