Du gène à la protéine et la méiose

# DU GÈNE À LA PROTÉINE ET LA MÉIOSE ## Introduction Tous les êtres vivants sont constitués de cellules qui contiennent, dans leur noyau, une molécule appelée ADN (acide désoxyribonucléique). Cette molécule est le support de l'information génétique : elle contient les « gènes » qui déterminent les caractères héréditaires d'un individu (couleur des yeux, groupe sanguin, taille, etc.). Mais comment un gène, simple segment d'ADN, peut-il aboutir à un caractère visible ? C'est grâce à la fabrication de protéines, molécules qui assurent les fonctions de la cellule et du corps. Par ailleurs, pour que les caractères se transmettent de génération en génération, une division cellulaire particulière, la méiose, est nécessaire. Ce chapitre explique ces mécanismes fondamentaux. ## I. Structure des acides nucléiques : ADN et ARN ### I.1. L'ADN (acide désoxyribonucléique) L'ADN est une très longue molécule présente dans le noyau des cellules. Elle est constituée de deux chaînes (ou brins) enroulées l'une autour de l'autre, formant une double hélice. **Les nucléotides :** Chaque brin d'ADN est une succession de nucléotides. Un nucléotide est composé de trois éléments : - un sucre à 5 carbones : le désoxyribose ; - un groupement phosphate ; - une base azotée. Il existe 4 bases azotées différentes dans l'ADN : - l'adénine (A) ; - la thymine (T) ; - la guanine (G) ; - la cytosine (C). **La complémentarité des bases :** Les deux brins de l'ADN sont reliés par des liaisons faibles entre les bases azotées, qui se font face. Ces liaisons sont spécifiques : l'adénine s'apparie toujours avec la thymine (A-T), et la guanine s'apparie toujours avec la cytosine (G-C). On parle de complémentarité des bases. > **À RETENIR :** L'ADN est une double hélice formée de deux brins de nucléotides. Les bases azotées sont complémentaires : A s'apparie avec T, G s'apparie avec C. Cette complémentarité est essentielle pour la duplication et la transmission de l'information génétique. ### I.2. L'ARN (acide ribonucléique) L'ARN est une molécule à un seul brin, différente de l'ADN par trois points : - le sucre est le ribose (au lieu du désoxyribose) ; - la thymine est remplacée par l'uracile (U) ; - la molécule est généralement simple brin. Il existe plusieurs types d'ARN, chacun ayant un rôle précis dans la fabrication des protéines : - l'ARN messager (ARNm) : il transporte l'information du gène depuis le noyau vers le cytoplasme ; - l'ARN de transfert (ARNt) : il transporte les acides aminés jusqu'au lieu de fabrication des protéines ; - l'ARN ribosomal (ARNr) : il entre dans la composition des ribosomes, les « usines » à protéines. > **À RETENIR :** L'ARN est simple brin, contient du ribose et possède l'uracile (U) à la place de la thymine. L'ARNm, l'ARNt et l'ARNr travaillent ensemble pour fabriquer les protéines. ## II. La duplication de l'ADN au cours de la reproduction ### II.1. Définition et nécessité Avant qu'une cellule se divise (pour la croissance, la réparation des tissus ou la reproduction), l'ADN doit être copié à l'identique. Ce processus s'appelle la **duplication de l'ADN** (ou réplication). Il permet à chaque cellule fille de recevoir une copie complète et identique de l'information génétique. > **À RETENIR :** La duplication de l'ADN est la copie conforme de la molécule d'ADN. Elle a lieu dans le noyau, avant chaque division cellulaire, afin que chaque cellule fille reçoive la même information génétique. ### II.2. Mécanisme de la duplication La duplication se déroule en plusieurs étapes : 1. **Ouverture de la double hélice :** Une enzyme, l'ADN polymérase, casse les liaisons entre les bases complémentaires. Les deux brins se séparent, comme une fermeture éclair qui s'ouvre. 2. **Copie de chaque brin :** Chaque brin séparé sert de modèle (ou moule) pour fabriquer un nouveau brin complémentaire. Les nucléotides libres présents dans le noyau viennent s'apparier selon la règle de complémentarité : A avec T, G avec C. 3. **Formation de deux molécules identiques :** À la fin, on obtient deux molécules d'ADN identiques entre elles et identiques à la molécule initiale. Chaque nouvelle molécule est constituée d'un brin ancien et d'un brin nouveau : on parle de duplication semi-conservative. ### II.3. Conséquences Grâce à la duplication, l'information génétique est transmise intégralement aux cellules filles. C'est ce qui assure la continuité de la vie : les cellules issues d'une division possèdent le même patrimoine génétique que la cellule mère. > **À RETENIR :** La duplication de l'ADN est semi-conservative : chaque nouvelle molécule d'ADN contient un brin ancien et un brin nouveau. Elle est réalisée par l'enzyme ADN polymérase. ## III. La biosynthèse des protéines La fabrication des protéines à partir de l'information portée par les gènes se fait en deux grandes étapes : la transcription et la traduction. ### III.1. La transcription (dans le noyau) La transcription est le passage de l'information de l'ADN à l'ARN messager. **Déroulement :** 1. L'enzyme ARN polymérase se fixe sur le gène à copier (une portion précise de l'ADN). 2. Elle ouvre la double hélice sur cette portion et fabrique un brin d'ARNm complémentaire du brin d'ADN « sens » (celui qui porte l'information). 3. Les règles de complémentarité s'appliquent, mais avec l'uracile : si l'ADN porte A, l'ARNm porte U ; si l'ADN porte T, l'ARNm porte A ; G s'apparie avec C. 4. L'ARNm formé sort du noyau par les pores de la membrane nucléaire et se rend dans le cytoplasme. **Produit :** un ARN messager, copie du gène, qui transporte l'information génétique vers le cytoplasme. > **À RETENIR :** La transcription se déroule dans le noyau. Elle produit un ARN messager à partir d'un gène de l'ADN, grâce à l'ARN polymérase. ### III.2. La traduction (dans le cytoplasme) La traduction est la lecture de l'ARNm pour fabriquer une protéine. Elle se déroule dans le cytoplasme, au niveau des ribosomes. **Les acteurs :** - l'ARN messager (le « message » à lire) ; - les ribosomes (les « machines » de lecture) ; - les ARN de transfert (les « transporteurs » d'acides aminés) ; - les acides aminés (les « briques » de la protéine) ; - des enzymes et de l'énergie. **Le code génétique :** L'information est lue par groupes de trois nucléotides appelés **codons**. Chaque codon correspond à un acide aminé précis. Par exemple, le codon AUG correspond à la méthionine, le codon UUU à la phénylalanine. Le code génétique est universel : il est le même chez tous les êtres vivants. **Déroulement :** 1. Le ribosome se fixe sur l'ARNm et le lit codon par codon. 2. Pour chaque codon, un ARNt portant l'acide aminé correspondant vient s'apparier par son anticodon (triplet complémentaire). 3. Les acides aminés s'enchaînent les uns aux autres par des liaisons peptidiques. 4. La lecture s'arrête lorsqu'un codon « stop » est rencontré (UAA, UAG, UGA). 5. La chaîne d'acides aminés se replie pour former une protéine fonctionnelle. **Produit :** une protéine (chaîne d'acides aminés) dont la séquence est déterminée par la séquence de l'ARNm, elle-même déterminée par celle de l'ADN. > **À RETENIR :** La traduction se déroule dans le cytoplasme, sur les ribosomes. L'ARNm est lu par groupes de trois nucléotides (codons), chaque codon correspondant à un acide aminé. Les ARNt transportent les acides aminés. Le produit final est une protéine. ### III.3. Schéma bilan de la biosynthèse des protéines ```onbuch-svg <svg width="600" height="400" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"> <!-- Fond --> <rect width="600" height="400" fill="#f8f8f8" stroke="#333" stroke-width="2"/> <!-- Titre --> <text x="300" y="30" text-anchor="middle" font-size="16" font-weight="bold" fill="#333">Biosynthèse des protéines</text> <!-- Noyau --> <ellipse cx="150" cy="180" rx="100" ry="80" fill="#e6f3ff" stroke="#0066cc" stroke-width="2"/> <text x="150" y="20" text-anchor="middle" font-size="12" fill="#333">Noyau</text> <!-- ADN dans le noyau --> <path d="M 100 160 Q 120 150 140 160 Q 160 170 180 160" fill="none" stroke="#cc0000" stroke-width="3"/> <path d="M 100 175 Q 120 165 140 175 Q 160 185 180 175" fill="none" stroke="#cc0000" stroke-width="3"/> <text x="110" y="145" font-size="11" fill="#cc0000" font-weight="bold">ADN</text> <!-- Flèche transcription --> <line x1="200" y1="160" x2="270" y2="160" stroke="#333" stroke-width="2" marker-end="url(#fleche)"/> <text x="220" y="150" font-size="10" fill="#333">Transcription</text> <!-- ARNm --> <path d="M 280 155 Q 300 150 320 155 Q 340 160 360 155" fill="none" stroke="#006600" stroke-width="3"/> <text x="300" y="145" font-size="11" fill="#006600" font-weight="bold">ARNm</text> <!-- Flèche sortie du noyau --> <line x1="360" y1="155" x2="420" y2="155" stroke="#333" stroke-width="2" marker-end="url(#fleche)"/> <!-- Membrane nucléaire --> <line x1="250" y1="100" x2="250" y2="260" stroke="#0066cc" stroke-width="2" stroke-dasharray="5,5"/> <text x="255" y="110" font-size="9" fill="#0066cc">Membrane nucléaire</text> <!-- Ribosome dans le cytoplasme --> <ellipse cx="480" cy="180" rx="40" ry="25" fill="#ffe6cc" stroke="#cc6600" stroke-width="2"/> <text x="480" y="185" text-anchor="middle" font-size="10" fill="#cc6600" font-weight="bold">Ribosome</text> <!-- ARNm vers ribosome --> <path d="M 420 155 Q 450 165 460 175" fill="none" stroke="#006600" stroke-width="3"/> <!-- ARNt --> <path d="M 480 130 L 480 155" stroke="#9933cc" stroke-width="2"/> <circle cx="480" cy="125" r="8" fill="#9933cc"/> <text x="480" y="128" text-anchor="middle" font-size="8" fill="white">aa</text> <text x="490" y="120" font-size="9" fill="#9933cc">ARNt</text> <!-- Chaîne protéique --> <rect x="440" y="220" width="80" height="15" fill="#ffcc00" stroke="#cc9900" stroke-width="1"/> <rect x="460" y="220" width="80" height="15" fill="#ffcc00" stroke="#cc9900" stroke-width="1"/> <rect x="480" y="220" width="80" height="15" fill="#ffcc00" stroke="#cc9900" stroke-width="1"/> <text x="470" y="250" font-size="10" fill="#cc9900" font-weight="bold">Protéine</text> <!-- Flèche traduction --> <line x1="480" y1="205" x2="480" y2="220" stroke="#333" stroke-width="2" marker-end="url(#fleche)"/> <text x="490" y="215" font-size="10" fill="#333">Traduction</text> <!-- Légende --> <text x="30" y="320" font-size="11" fill="#333" font-weight="bold">Légende :</text> <rect x="30" y="330" width="15" height="10" fill="#cc0000"/> <text x="50" y="340" font-size="10" fill="#333">ADN (double brin)</text> <rect x="30" y="350" width="15" height="10" fill="#006600"/> <text x="50" y="360" font-size="10" fill="#333">ARN messager</text> <rect x="200" y="330" width="15" height="10" fill="#9933cc"/> <text x="220" y="340" font-size="10" fill="#333">ARN de transfert</text> <rect x="200" y="350" width="15" height="10" fill="#ffcc00"/> <text x="220" y="360" font-size="10" fill="#333">Protéine (chaîne d'acides aminés)</text> <!-- Définition flèche --> <defs> <marker id="fleche" markerWidth="10" markerHeight="7" refX="10" refY="3.5" orient="auto"> <polygon points="0 0, 10 3.5, 0 7" fill="#333"/> </marker> </defs> </svg> ``` ## IV. Relation entre la protéine et le caractère ### IV.1. Le lien gène → protéine → caractère Un gène est un segment d'ADN qui porte l'information pour fabriquer une protéine précise. Cette protéine, une fois produite, exerce une fonction dans l'organisme. C'est cette fonction qui se traduit par un caractère observable. **Exemple concret :** Le gène de la mélanine code pour une enzyme qui participe à la fabrication de la mélanine, le pigment qui colore la peau, les cheveux et les yeux. Selon la version du gène (allèle) reçue, la quantité de mélanine produite varie, ce qui explique les différentes couleurs de peau, de cheveux ou d'yeux. **Autre exemple :** Le gène de l'hémoglobine code pour la protéine qui transporte l'oxygène dans le sang. Une mutation de ce gène peut produire une hémoglobine anormale, responsable de la drépanocytose (globules rouges en forme de faucille). > **À RETENIR :** Un gène contient l'information pour fabriquer une protéine. La protéine assure une fonction qui se manifeste par un caractère. La relation est : GÈNE → PROTÉINE → CARACTÈRE. ### IV.2. Les mutations et leurs conséquences Une mutation est une modification de la séquence de l'ADN. Elle peut être : - une substitution : remplacement d'une base par une autre ; - une délétion : perte d'une ou plusieurs bases ; - une insertion : ajout d'une ou plusieurs bases. **Conséquences possibles :** - Si la mutation change un codon, elle peut changer un acide aminé dans la protéine, ce qui peut modifier sa fonction. - Si la mutation crée un codon stop prématuré, la protéine est raccourcie et souvent non fonctionnelle. - Certaines mutations n'ont aucun effet (elles sont dites silencieuses) car le code génétique est redondant : plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé. **Exemple :** La drépanocytose est due à une substitution d'une seule base dans le gène de l'hémoglobine. Le sixième acide aminé de la protéine change (acide glutamique remplacé par valine), ce qui modifie la forme des globules rouges et provoque la maladie. > **À RETENIR :** Une mutation modifie la séquence de l'ADN, donc potentiellement la séquence de la protéine, donc le caractère. Toutes les mutations n'ont pas des conséquences visibles. ## V. La méiose ### V.1. Définition et localisation La méiose est une division cellulaire particulière qui ne concerne que les cellules reproductrices (cellules germinales). Elle se déroule dans les gonades : les testicules chez l'homme (production de spermatozoïdes) et les ovaires chez la femme (production d'ovules). Contrairement à la mitose (division ordinaire qui produit deux cellules identiques), la méiose produit **quatre cellules haploïdes** (contenant la moitié des chromosomes) à partir d'une cellule diploïde (contenant deux lots de chromosomes). > **À RETENIR :** La méiose est la division cellulaire qui produit les gamètes (cellules reproductrices). Elle réduit de moitié le nombre de chromosomes : une cellule à 2n chromosomes donne 4 cellules à n chromosomes. ### V.2. Les étapes de la méiose La méiose comprend deux divisions successives : la première division (méiose I) et la seconde division (méiose II). #### V.2.1. La première division de méiose (méiose I) Elle est précédée d'une phase de duplication de l'ADN (comme avant toute division). Chaque chromosome est alors formé de deux chromatides sœurs. **Prophase I :** Les chromosomes se condensent et deviennent visibles. Les chromosomes homologues (un venant du père, un venant de la mère) s'apparient par paires : c'est l'appariement. Des échanges de fragments peuvent se produire entre chromosomes homologues : c'est le **crossing-over** (ou brassage intrachromosomique), qui crée de nouvelles combinaisons de gènes. **Métaphase I :** Les paires de chromosomes homologues se placent au centre de la cellule, sur le plan équatorial. **Anaphase I :** Les chromosomes homologues de chaque paire se séparent et migrent vers les pôles opposés de la cellule. Chaque pôle reçoit un chromosome de chaque paire (avec ses deux chromatides). **Télophase I :** La cellule se divise en deux cellules filles. Chaque cellule fille possède n chromosomes (un lot complet), mais chaque chromosome est encore formé de deux chromatides. #### V.2.2. La seconde division de méiose (méiose II) Elle ressemble à une mitose, mais sans duplication préalable de l'ADN. **Prophase II :** Les chromosomes se condensent à nouveau. **Métaphase II :** Les chromosomes s'alignent sur le plan équatorial de chaque cellule. **Anaphase II :** Les chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent vers les pôles opposés. **Télophase II :** Chaque cellule se divise. On obtient au total **quatre cellules haploïdes**, chacune contenant n chromosomes à une chromatide. > **À RETENIR :** La méiose comporte deux divisions successives : la méiose I (séparation des chromosomes homologues) et la méiose II (séparation des chromatides). Elle produit 4 cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde. ### V.3. Schéma bilan de la méiose ```onbuch-svg <svg width="650" height="500" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"> <!-- Fond --> <rect width="650" height="500" fill="#f8f8f8" stroke="#333" stroke-width="2"/> <!-- Titre --> <text x="325" y="30" text-anchor="middle" font-size="16" font-weight="bold" fill="#333">La méiose</text> <!-- Cellule initiale --> <circle cx="100" cy="120" r="40" fill="#e6f3ff" stroke="#0066cc" stroke-width="2"/> <text x="100" y="115" text-anchor="middle" font-size="10" fill="#333">Cellule</text> <text x="100" y="130" text-anchor="middle" font-size="10" fill="#333">diploïde (2n)</text> <!-- Chromosomes homologues --> <line x1="85" y1="105" x2="85" y2="135" stroke="#cc0000" stroke-width="3"/> <line x1="95" y1="105" x2="95" y2="135" stroke="#cc0000" stroke-width="3"/> <line x1="105" y1="105" x2="105" y2="135" stroke="#006600" stroke-width="3"/> <line x1="115" y1="105" x2="115" y2="135" stroke="#006600" stroke-width="3"/> <!-- Flèche --> <line x1="140" y1="120" x2="180" y2="120" stroke="#333" stroke-width="2" marker-end="url(#fleche2)"/> <text x="150" y="110" font-size="9" fill="#333">Duplication</text> <!-- Prophase I --> <circle cx="230" cy="120" r="40" fill="#fff0e6" stroke="#cc6600" stroke-width="2"/> <text x="230" y="100" text-anchor="middle" font-size="10" fill="#cc6600" font-weight="bold">Prophase I</text> <text x="230" y="115" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">Appariement</text> <text x="230" y="128" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">Crossing-over</text> <!-- Tétrades --> <line x1="215" y1="110" x2="215" y2="130" stroke="#cc0000" stroke-width="2"/> <line x1="222" y1="110" x2="222" y2="130" stroke="#cc0000" stroke-width="2"/> <line x1="238" y1="110" x2="238" y2="130" stroke="#006600" stroke-width="2"/> <line x1="245" y1="110" x2="245" y2="130" stroke="#006600" stroke-width="2"/> <!-- Flèche --> <line x1="270" y1="120" x2="310" y2="120" stroke="#333" stroke-width="2" marker-end="url(#fleche2)"/> <!-- Métaphase I --> <circle cx="360" cy="120" r="40" fill="#fff0e6" stroke="#cc6600" stroke-width="2"/> <text x="360" y="100" text-anchor="middle" font-size="10" fill="#cc6600" font-weight="bold">Métaphase I</text> <line x1="330" y1="120" x2="390" y2="120" stroke="#333" stroke-width="1" stroke-dasharray="4,4"/> <line x1="345" y1="110" x2="345" y2="130" stroke="#cc0000" stroke-width="2"/> <line x1="375" y1="110" x2="375" y2="130" stroke="#006600" stroke-width="2"/> <!-- Flèche --> <line x1="400" y1="120" x2="440" y2="120" stroke="#333" stroke-width="2" marker-end="url(#fleche2)"/> <!-- Anaphase I --> <circle cx="490" cy="120" r="40" fill="#fff0e6" stroke="#cc6600" stroke-width="2"/> <text x="490" y="100" text-anchor="middle" font-size="10" fill="#cc6600" font-weight="bold">Anaphase I</text> <line x1="475" y1="105" x2="475" y2="135" stroke="#cc0000" stroke-width="2"/> <line x1="505" y1="105" x2="505" y2="135" stroke="#006600" stroke-width="2"/> <!-- Flèche --> <line x1="530" y1="120" x2="570" y2="120" stroke="#333" stroke-width="2" marker-end="url(#fleche2)"/> <!-- Télophase I --> <circle cx="610" cy="120" r="35" fill="#e6ffe6" stroke="#009900" stroke-width="2"/> <text x="610" y="100" text-anchor="middle" font-size="10" fill="#009900" font-weight="bold">Télophase I</text> <text x="610" y="115" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">2 cellules</text> <text x="610" y="128" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">haploïdes (n)</text> <!-- Deuxième division --> <text x="325" y="200" text-anchor="middle" font-size="12" font-weight="bold" fill="#333">Méiose II (séparation des chromatides)</text> <!-- Cellules de départ méiose II --> <circle cx="150" cy="260" r="30" fill="#e6ffe6" stroke="#009900" stroke-width="2"/> <text x="150" y="255" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">n</text> <line x1="140" y1="250" x2="140" y2="270" stroke="#cc0000" stroke-width="2"/> <line x1="148" y1="250" x2="148" y2="270" stroke="#cc0000" stroke-width="2"/> <circle cx="250" cy="260" r="30" fill="#e6ffe6" stroke="#009900" stroke-width="2"/> <text x="250" y="255" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">n</text> <line x1="240" y1="250" x2="240" y2="270" stroke="#006600" stroke-width="2"/> <line x1="248" y1="250" x2="248" y2="270" stroke="#006600" stroke-width="2"/> <!-- Flèches --> <line x1="180" y1="260" x2="210" y2="260" stroke="#333" stroke-width="2" marker-end="url(#fleche2)"/> <line x1="280" y1="260" x2="310" y2="260" stroke="#333" stroke-width="2" marker-end="url(#fleche2)"/> <!-- Résultats --> <circle cx="380" cy="240" r="20" fill="#e6ffe6" stroke="#009900" stroke-width="2"/> <text x="380" y="244" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">n</text> <circle cx="430" cy="240" r="20" fill="#e6ffe6" stroke="#009900" stroke-width="2"/> <text x="430" y="244" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">n</text> <circle cx="380" cy="290" r="20" fill="#e6ffe6" stroke="#009900" stroke-width="2"/> <text x="380" y="294" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">n</text> <circle cx="430" cy="290" r="20" fill="#e6ffe6" stroke="#009900" stroke-width="2"/> <text x="430" y="294" text-anchor="middle" font-size="8" fill="#333">n</text> <!-- Légende --> <text x="30" y="350" font-size="11" fill="#333" font-weight="bold">Légende :</text> <line x1="30" y1="365" x2="50" y2="365" stroke="#cc0000" stroke-width="3"/> <text x="55" y="370" font-size="10" fill="#333">Chromosome d'origine paternelle</text> <line x1="30" y1="385" x2="50" y2="385" stroke="#006600" stroke-width="3"/> <text x="55" y="390" font-size="10" fill="#333">Chromosome d'origine maternelle</text> <!-- Note --> <text x="30" y="420" font-size="10" fill="#333" font-style="italic">La méiose produit 4 cellules haploïdes génétiquement différentes.</text> <text x="30" y="440" font-size="10" fill="#333" font-style="italic">Le crossing-over (Prophase I) augmente la diversité génétique.</text> <defs> <marker id="fleche2" markerWidth="10" markerHeight="7" refX="10" refY="3.5" orient="auto"> <polygon points="0 0, 10 3.5, 0 7" fill="#333"/> </marker> </defs> </svg> ``` ### V.4. La nécessité de la méiose dans la pérennisation de l'espèce #### V.4.1. Maintien du nombre de chromosomes Chez l'espèce humaine, chaque cellule possède 46 chromosomes (23 paires). Si les gamètes étaient produits par une division ordinaire (mitose), ils auraient chacun 46 chromosomes. À la fécondation, l'union d'un spermatozoïde et d'un ovule donnerait un embryon à 92 chromosomes. Le nombre de chromosomes doublerait à chaque génération, ce qui est impossible. Grâce à la méiose, les gamètes ne possèdent que 23 chromosomes (n). À la fécondation, la cellule-œuf retrouve 46 chromosomes (2n) : 23 venant du père et 23 venant de la mère. Le nombre de chromosomes de l'espèce reste donc constant de génération en génération. > **À RETENIR :** La méiose réduit de moitié le nombre de chromosomes dans les gamètes. À la fécondation, la fusion de deux gamètes haploïdes (n) rétablit le nombre diploïde (2n) caractéristique de l'espèce. C'est ce qui assure la stabilité du nombre de chromosomes. #### V.4.2. La diversité génétique La méiose ne se contente pas de réduire le nombre de chromosomes : elle crée aussi de la diversité génétique par deux mécanismes : **Le brassage intrachromosomique (crossing-over) :** Pendant la prophase I, les chromosomes homologues échangent des fragments. Les chromosomes résultants portent des combinaisons de gènes nouvelles, mélange des allèles paternels et maternels. **Le brassage interchromosomique :** Pendant l'anaphase I, la répartition des chromosomes homologues dans les cellules filles se fait au hasard. Pour 23 paires de chromosomes chez l'humain, il existe 2²³ (plus de 8 millions) combinaisons possibles de chromosomes dans les gamètes. **La fécondation :** La rencontre aléatoire d'un spermatozoïde et d'un ovule augmente encore la diversité. Chaque individu est donc génétiquement unique (sauf les vrais jumeaux). > **À RETENIR :** La méiose assure la pérennisation de l'espèce de deux façons : elle maintient le nombre de chromosomes constant d'une génération à l'autre, et elle crée une diversité génétique grâce au crossing-over et à la répartition aléatoire des chromosomes. ## Conclusion Le passage du gène à la protéine est le mécanisme fondamental qui relie l'information génétique (ADN) aux caractères observables d'un individu. La duplication de l'ADN permet de transmettre cette information à chaque cellule fille lors des divisions cellulaires. La biosynthèse des protéines, par transcription puis traduction, transforme l'information portée par les gènes en molécules fonctionnelles qui déterminent les caractères. Enfin, la méiose, en produisant des gamètes haploïdes et génétiquement diversifiés, assure à la fois la stabilité du nombre de chromosomes et la variabilité des individus au sein de l'espèce. Ces mécanismes, de la molécule à l'organisme, expliquent à la fois l'unité du vivant (code génétique universel) et sa diversité (mutations, brassages génétiques).