EUCARYOTES (CHROMOSOME DES)

Modifications quantitatives et structurales des chromosomes

Le fonctionnement normal d'un individu se maintient grâce à la constance du matériel génétique transporté par les chromosomes. Des changements chromosomiques peuvent se produire soit spontanément, soit expérimentalement (agents mutagènes, rayonnement) ; génétiquement, ces altérations ont des répercussions sur la ségrégation et la localisation des caractères impliqués dans l' anomalie ; elles sont souvent décelables au niveau des chromosomes par simple observation microscopique des cellules en division ; pour cela, il faut bien connaître le caryotype de l'espèce étudiée et faire l'analyse individuelle des différents chromosomes (forme, taille, détails structuraux après coloration). La cytogénétique naquit de la convergence de la cytologie et de la génétique. Cette science a surtout connu un grand développement dans le domaine de l' amélioration des plantes où les sélectionneurs ont cherché à acquérir la maîtrise de ces variations chromosomiques, soit pour les éliminer ou au contraire les amplifier, soit pour échanger des chromosomes ou des fragments chromosomiques entre deux variétés (introduction d'une résistance à une maladie dans une variété sensible mais à productivité plus élevée), soit pour retrouver l'ancêtre d'une espèce cultivée.

Les variations de type quantitatif portent soit sur l'ensemble des chromosomes (euploïdie), soit sur un seul chromosome (aneuploïdie). Chez les organismes à phase diploïde prépondérante, l'individu est diploïde. On trouve parfois des individus porteurs d'un seul lot de chromosomes ( monoploïdie) dans les espèces parthénogénétiques où l'animal se développe à partir du gamète femelle sans qu'il y ait fécondation. C'est le cas des abeilles où les monoploïdes sont des mâles (faux-bourdon) alors que les diploïdes sont des femelles (la différenciation entre reine fertile et ouvrière stérile est liée à la nutrition embryonnaire). Chez les plantes supérieures, on peut dans certaines espèces induire le développement de plantes monoploïdes à partir de grains de pollen. Ces plantes offrent de multiples avantages en agronomie comme par exemple l'isolement de mutants et la création de variétés nouvelles. Elles sont stériles mais, en doublant leur nombre chromosomique par certains alcaloïdes comme la colchicine, non seulement on restaure la fertilité mais on fabrique des autodiploïdes avec des chromosomes strictement homologues alors que la fécondation introduit toujours un brassage du matériel génétique, comme on le verra à propos de la méiose.

Il faut distinguer deux types de polyploïdie. L'une est simplement la juxtaposition de 3, 4, 5 ou plus de lots haploïdes : on la nomme autopolyploïdie. Ainsi, le Panicum maximum, graminée fourragère d'Afrique tropicale, peut être soit tétraploïde (la grande majorité des plantes), soit diploïde (2n = 16), soit pentaploïde, soit hexaploïde (6n = 48) suivant les populations examinées. L'arrêt de la mitose conduit à la formation d'une cellule tétraploïde dans un individu diploïde et l'avortement de l'une des deux divisions méiotiques à la formation de gamètes diploïdes, qui, fécondés par un gamète haploïde, donneront un individu triploïde. L'autre forme de polyploïdie a pour point de départ un croisement entre deux espèces, donc la réunion de deux lots chromosomiques différents qui sont ensuite doublés (ou triplés) : c'est l' allopolyploïdie. Le chou-navet (2n = 36) a ainsi été obtenu par croisement du chou (2n = 18) avec le navet (2n = 18) et par doublement à la colchicine des chromosomes de l'hybride ( stérile). Le colza (2n = 38) est un exemple d'allopolyploïdie naturelle, le nombre des chromosomes de l'hybride interspécifique[...]