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Au milieu du XIXe siècle, le naturaliste autrichien Gregor Mendel a été le pionnier du croisement des graines de fleurs et a jeté les bases de l’étude des traits héréditaires et de la science de la génétique. Un autre pionnier dans l’étude du métissage génétique était le naturaliste anglais Charles Darwin, qui a également étudié les similitudes génétiques entre les espèces pour développer sa théorie de l’évolution.
Actuellement, on sait que différents éléments participent à la recombinaison génétique. Pour comprendre de quoi il s’agit et comment il est produit, il est indispensable de connaître quelques concepts connexes. Et pour cela, nous utiliserons l’être humain comme exemple, qui, comme le reste des êtres vivants, possède un génome (dans ce cas, le «génome humain») ou un ensemble de gènes spécifiques .
Le génome est le matériel génétique d’un organisme , c’est-à-dire ses gènes , constitués de molécules d’acide désoxyribonucléique (ADN) qui se regroupent pour former des structures cellulaires appelées chromosomes lorsque les cellules sont sur le point de se diviser. Les gènes donnent à un organisme ses caractéristiques particulières.
Au sein des cellules eucaryotes d’un être humain, plus précisément dans leur noyau, se trouve la chromatine . La chromatine a l’apparence d’un faisceau de brins et est regroupée pour former des chromosomes organisés. Les chromosomes , un mot qui vient du grec chroma , couleur et soma , corps, sont des structures complexes formées par une énorme quantité de chaînes d’ADN qui contiennent l’information génétique des êtres vivants, et qui se forment (« emballées ») lorsque les cellules elles sont va se séparer Sa forme ressemble à la lettre « X ». Les parties ou bras qui forment le « x » du chromosome sont appelés chromatides et chacun a plusieurs allèles ., qui sont les espaces spécifiques qui contiennent les informations pour les différentes caractéristiques génétiques. Les allèles sont les variantes ou formes alternatives que chaque gène présente .
En tenant compte de ces définitions, voyons maintenant ce qu’est la recombinaison génétique et comment elle se produit. Pour que la reproduction d’un organisme soit réussie, la division cellulaire ou la méiose a lieu . Et c’est au cours de ce processus que se produit la recombinaison génétique , l’échange de gènes. C’est-à-dire que les chromosomes de la mère et du père sont groupés, échangent certaines de leurs parties et forment de nouvelles combinaisons. Il en résulte un nouvel individu, avec des caractéristiques nouvelles et différentes mais qui sont liées et similaires aux caractéristiques des parents, seulement que celles-ci sont regroupées de différentes manières et uniques au nouvel individu (sauf dans le cas des jumeaux monozygotes).
croisement génétique
Lors de la recombinaison génétique, il y a une phase connue sous le nom de croisement génétique ou crossing-over en anglais. Les chromosomes se rejoignent et se croisent, et un segment d’ADN de chacun devient une partie de l’autre. De cette façon, les chromosomes du nouvel individu sont copiés, transmis et créés.
La recombinaison génétique est essentielle pour l’évolution des espèces. Une plus grande diversité génétique favorise une meilleure capacité d’adaptation à l’environnement. Ainsi, plus la recombinaison génétique des individus d’une population est importante, plus ils ont de possibilités de s’adapter aux variations environnementales.
Types de recombinaison génétique
Il existe différents types de recombinaison génétique : homologue, non homologue, site-spécifique et transposition. Ensuite, nous analysons chacun d’eux.
recombinaison homologue
Ce type de recombinaison génétique est le plus courant. La recombinaison homologue est la combinaison de séquences similaires de chromosomes . Cela se produit principalement lorsque l’ovule et le sperme s’unissent et que la méiose ou la reproduction cellulaire commence. À ce moment, les chromosomes des parents s’alignent de sorte que des segments d’ADN similaires ou homologues se font face. Ils se croisent ensuite, ce qui entraîne un échange de matériel génétique, créant de nouvelles combinaisons de gènes. Dans la recombinaison homologue, l’ordre des gènes n’est pas modifié.
Recombinaison dans les cellules B
Une autre recombinaison génétique est celle qui se produit dans un type de globules blancs appelés lymphocytes B , liés à l’immunité de l’organisme. Dans ce cas, ces cellules effectuent un échange appelé changement de classe d’immunoglobulines. Ainsi ils favorisent la reconnaissance des antigènes et des cellules cancéreuses pour les éliminer de l’organisme.
recombinaison non homologue
Il s’agit de la recombinaison de sections de chromosomes non homologues ou similaires . Elle est également connue sous le nom de « recombinaison illégitime ». Dans les cellules eucaryotes, la recombinaison non homologue est courante lorsque la machinerie de récupération de gènes est à l’œuvre. Ce processus cherche à réparer les segments affectés des chromosomes, en les joignant à d’autres qui ne faisaient pas partie de la même séquence.
La recombinaison non homologue entraîne généralement des mutations , car elle produit une altération de la fonction des gènes. Par exemple, on pense que les tumeurs peuvent être la conséquence d’une recombinaison illégitime. La recombinaison non homologue est un outil de recherche très puissant et largement utilisé.
Recombinaison spécifique au site
Comme son nom l’indique, dans ce type de recombinaison un échange de segments courts s’effectue sur des sites spécifiques. Dans la recombinaison site-spécifique, l’ordre des gènes peut être modifié et de nouvelles informations peuvent même leur être ajoutées.
Transposition
Dans ce cas, il y a un mouvement de courts segments de chromosomes d’un endroit du génome à un autre, et peut ou non laisser une copie à l’endroit précédent. Dans une étude réalisée par le Département de biologie évolutive de l’Université autonome de Barcelone, il a été possible de démontrer que certains types de croisements génétiques favorisent la transposition de certaines séquences chromosomiques dans les gènes de la mouche des fruits (Drosophila melanogaster ) .
Différences entre recombinaison génétique et croisement artificiel
Le croisement ou croisement génétique artificiel, contrairement à la recombinaison génétique, est l’échange de matériel génétique qui n’a pu être transmis lors de la reproduction naturelle d’un organisme.
Actuellement, les cas les plus courants de croisement génétique artificiel peuvent être observés chez les animaux et les plantes. Il est très courant de croiser deux ou plusieurs espèces pour obtenir une « amélioration » ou une modification de leurs caractéristiques génétiques. Par exemple, les croisements sont faits chez les chiens, pour créer une nouvelle race ou changer leur taille ou d’autres caractéristiques, comme la couleur ou le type de pelage. De même, il est fréquent de croiser différentes plantes pour les rendre plus résistantes ou pour avoir un aspect esthétique particulier. La même chose est faite avec les fruits.
Bibliographie
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