Vidéo de la leçon: Caryotypes Biologie

Transcription de la vidéo

Dans cette vidéo, nous allons découvrir ce que sont les caryotypes et ce qu’ils représentent. Nous allons en apprendre davantage sur les chromosomes et les différents nombres de chromosomes selon les types de cellules. Et nous étudierons la procédure utilisée par les scientifiques pour créer les photos que nous appelons caryotypes.

Dans les cellules eucaryotes, les chromosomes se trouvent dans le noyau. Les chromosomes sont la forme condensée de notre ADN, ou matériel génétique. L’ADN est une longue molécule en forme de brin en double hélice. Lorsque l’ADN se condense en chromosomes, il s’enroule autour de protéines spéciales qui se torsadent les unes sur les autres, et finit par s’empaqueter étroitement en ce que nous appelons une chromatide. Vous êtes peut-être habitué à voir les chromosomes représentés comme dans cette figure, ou peut-être que vous reconnaissez plus celle-ci.

Les chromosomes sont plus facilement visibles lorsque les cellules se divisent, parce que tout l’ADN stocké dans le noyau est condensé en chromosomes. Au cours de la division cellulaire, chaque brin d’ADN est d’abord copié de sorte que chaque cellule fille obtienne son propre ensemble complet de chromosomes. Les brins d’ADN copiés sont identiques, et ils sont appelés des chromatides sœurs. Ils se rejoignent pour former le fameux X, en un point appelé le centromère. Même si ces deux représentations semblent différentes, elles sont toutes deux considérées comme un seul chromosome. La différence est que le diagramme en forme de X montre une paire de chromatides identiques qui ont été répliqués.

Un caryotype est une photo de tous les chromosomes présents dans une cellule. La partie du mot caryo- signifie noyau, tout comme dans le mot eucaryote. Alors, comment les scientifiques prennent-ils une photo des chromosomes? Pour réaliser le caryotype d’une cellule, un scientifique commencera par la cultiver dans un laboratoire. Ils attendront que la cellule soit sur le point de se diviser. À ce stade, appelé métaphase, les chromosomes sont tous condensés et rangés pour se préparer à la division cellulaire. Le scientifique utilisera un produit chimique pour bloquer la cellule à ce moment précis. La cellule est ensuite ouverte et les chromosomes sont répandus. Ils utiliseront ensuite un colorant qui colore les chromosomes avec des bandes sombres et claires. Pour finir, ils utiliseront un microscope pour prendre une photo des chromosomes. Le caryotype obtenu ressemblera à quelque chose comme cela.

Il y a deux choses importantes à noter à propos de l’image du caryotype. Premièrement, les chromosomes sont disposés en ce que nous appelons des paires homologues. Les organismes à reproduction sexuée obtiennent la moitié de leurs chromosomes d’un parent et l’autre moitié de l’autre parent. Même si les chromosomes de chaque parent ne sont pas exactement les mêmes, ils ont plusieurs points communs importants. Les paires homologues ont les mêmes gènes aux mêmes endroits. Leurs centromères sont situés au même endroit, et les chromosomes ont la même longueur. La deuxième chose que vous remarquerez sur l’image du caryotype est que les paires homologues sont classées par taille, de la plus grande à la plus petite.

Les caryotypes servent à plusieurs choses. Ils ont été initialement développés dans le but de comparer et de contraster les chromosomes de différentes espèces par les botanistes et les taxonomistes. Chez l’Homme, les chromosomes disposés et classés de cette manière permettent aux scientifiques et aux professionnels de la santé de rechercher des maladies et des anomalies. Ici, nous avons une figure d’un caryotype d’une cellule humaine saine. Chaque cellule du corps humain a 23 paires de chromosomes, soit 46 chromosomes individuels.

Les chromosomes sont disposés et numérotés en paires et par taille décroissante, à l’exception de la dernière paire de chromosomes. Ces chromosomes sont appelés chromosomes sexuels parce qu’ils influent sur le sexe biologique d’un organisme. Chez les humains, si cette paire de chromosomes se ressemble, nous l’appelons XX, et l’individu est probablement une femme. Si les chromosomes ne correspondent pas, nous l’appelons XY, et cet organisme est probablement un homme. Les chromosomes sexuels dérogent à la règle de classement par taille. Si nous les classions par taille, le chromosome X serait en fait à la huitième position. Mais par convention, les chromosomes sexuels sont toujours représentés en dernier.

Nous avons déjà mentionné que l’un des chromosomes de chaque paire homologue provient d’un parent et que le deuxième chromosome provient de l’autre parent. Les informations génétiques sur ces chromosomes se combinent et fonctionnent ensemble pour donner à un individu ses caractères uniques. Pour que cet individu se reproduise, il doit transmettre la moitié de son matériel génétique, un chromosome de chaque paire, à sa progéniture. Pour ce faire, il produit des cellules sexuelles, également appelées gamètes. Puisque cet individu avait un X et un Y dans sa 23ème paire de chromosomes, il s’agit d’un homme, et le gamète qu’il produit est un spermatozoïde. Le gamète femelle est appelé un ovule. Ces cellules ont chacune la moitié du matériel génétique d’une cellule typique corporelle.

Lors de la reproduction, deux gamètes se combinent en un zygote, qui finira par se développer en une progéniture. Puisque la mère et le père ont chacun fourni la moitié de leur matériel génétique, le zygote a 46 chromosomes, ou 23 paires, ce qui, comme nous l’avons déjà appris, est le nombre correct de chromosomes pour les cellules normales du corps humain. Une cellule typique du corps humain est appelée une cellule somatique. Soma- est la partie du mot qui signifie corps. Les cellules somatiques possèdent 46 chromosomes, soit 23 paires. La 23ème paire de chromosomes est appelée les chromosomes sexuels. Tous les autres chromosomes d’une cellule somatique sont appelés des autosomes. Les cellules somatiques sont dites diploïdes car leurs chromosomes se présentent tous par paires. Di- est un préfixe qui signifie deux.

En revanche, les gamètes ont la moitié du nombre de chromosomes d’une cellule somatique. Ainsi, un gamète a 23 chromosomes et ces chromosomes ne sont pas arrangés par paires homologues. Les gamètes sont considérés comme haploïdes car ils possèdent la moitié du nombre normal de chromosomes. Cette disposition de cellules diploïdes somatiques et de gamètes haploïdes est la même chez de nombreux organismes reproducteurs, comprenant la plupart des animaux et de nombreuses plantes. Cependant, ces organismes auront probablement un nombre de chromosomes différent de celui des humains. Prenons un exemple.

Par exemple, votre bovin typique possède 60 chromosomes, ou 30 paires de chromosomes, dans chaque cellule somatique. Cela signifie que chez les bovins, 60 est le nombre de chromosomes contenus dans les cellules diploïdes. Si 60 est le nombre de chromosomes contenus dans les cellules diploïdes, quel sera, à votre avis, le nombre de chromosomes dans les cellules haploïdes? Tout à fait, le nombre de chromosomes dans les cellules haploïdes sera 30 car c’est la moitié du nombre de chromosomes dans les cellules diploïdes. Les gamètes des bovins seront également haploïdes. Nous pouvons donc nous attendre à ce que les spermatozoïdes et les ovules des bovins aient chacun 30 chromosomes. Rappelez-vous que les gamètes ont la moitié du nombre normal de chromosomes, de sorte que lors de leur combinaison, la progéniture aura le nombre normal ou diploïde de chromosomes.

Prenons un autre exemple. Imaginez que nous ayons le caryotype d’une cellule de peau d’un chat. Avec seulement cette information, pouvez-vous remplir tous les blancs? Mettez votre vidéo en pause maintenant et essayez par vous-même. Alors, le caryotype représente celui d’une cellule de peau, qui comme nous le savons est un type de cellule somatique. Nous savons que soma- signifie corps, et nous pouvons compter 19 paires de chromosomes, soit 38 chromosomes individuels. Ces 38 chromosomes sont regroupés par paires, ce qui nous indique que 38 est le nombre diploïde puisque di- signifie deux. La moitié, ou 19, est le nombre de chromosomes d’une cellule haploïde. Et comme les gamètes sont des cellules haploïdes, elles auront chacune 19 chromosomes.

Les chromosomes sexuels viennent toujours en dernier dans un caryotype, et ils sont reconnaissables parce qu’ils ne sont pas l’ordre. Et nous savons que tous les chromosomes qui ne sont pas des chromosomes sexuels sont des autosomes. Le chat a donc 36 autosomes. Enfin, comme les chromosomes sexuels apparaissent comme une paire homologue, nous savons qu’ils représentent XX. Et puisqu’ils se ressemblent, ce chat est probablement une femelle. Le caryotype d’un organisme peut nous en dire beaucoup.

Maintenant que nous avons appris ce que sont les caryotypes et la façon dont ils sont générés et lus, passons en revue ce que nous avons appris. Dans cette vidéo, nous avons découvert les caryotypes, qui sont des photos de tous les chromosomes d’une cellule disposés du plus grand au plus petit en paires homologues. Nous avons appris que les cellules somatiques, les cellules typiques du corps, sont diploïdes, tandis que les gamètes, ou cellules sexuelles, sont haploïdes. Et nous avons fait la différence entre les autosomes et les chromosomes sexuels.