Le diplotène ou diplonème est le quatrième sous-fasede prophase I de la division cellulaire méiotique et se distingue par la séparation des chromatides des chromosomes homologues. Au cours de cette sous-phase, vous pouvez voir les endroits sur les chromosomes où la recombinaison s'est produite, ces endroits sont appelés chiasmas.
La recombinaison se produit lorsqu'un brin de matériel génétique est coupé pour rejoindre une autre molécule avec un matériel génétique différent. Pendant la diplotène, la méiose peut connaître une pause et cette situation est propre à la race humaine. Cet état de pause ou de latence vécu par les ovules est appelé dictyotène.
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Par le Doc RNDr. Josef Reischig, CSc. (Archive de l'auteur), via Wikimedia Commons
Dans ce cas, les ovules humains cesseront leur activité, jusqu'au septième mois de développement embryonnaire et, l'activité redémarrera, lorsque l'individu atteindra la maturité sexuelle.
Le diplotène commence lorsque les chromosomes se séparent et augmentent simultanément en taille et se séparent de la membrane nucléaire.
Des tétrades (deux chromosomes) de quatre chromatides sont formées et les chromatides soeurs de chaque tétrade sont liées par les centromères. Les chromatides qui se sont croisées seront rejoints par des chiasmas.
Méiose
La méiose est une classe spécialisée de division cellulaire qui divise par deux le nombre de chromosomes, produisant quatre cellules haploïdes.
Chaque cellule haploïde est génétiquement différente de la cellule mère qui en est issue et d'où proviennent les cellules sexuelles, également appelées gamètes
Cette procédure se produit chez tous les êtres unicellulaires (eucaryotes) et multicellulaires de reproduction sexuée: animaux, plantes et champignons. Lorsque des erreurs se produisent dans la méiose, l'aneuploïdie est évidente et est la principale cause connue de fausse couche et la cause génétique la plus courante de handicap.
Les phases
Le processus méiotique se déroule en deux étapes ou phases: la méiose I et la méiose II. La méiose I, à son tour, est composée de quatre étapes: la prophase I, la métaphase I, l'anaphase I et la télophase.
La première division est la plus spécialisée des deux divisions: les cellules qui en résultent sont des cellules haploïdes.
Dans cette étape, il y a une division réductrice du génome et son moment le plus important est la prophase, qui est une étape longue et complexe dans laquelle se produit la séparation des chromosomes homologues.
Dans la prophase I, les chromosomes homologues s'apparient et il y a échange d'ADN (recombinaison homologue). Le croisement chromosomique se produit, qui est un processus décisif pour le couplage des chromosomes homologues et, par conséquent, pour la séparation spécifique des chromosomes dans la première division.
Les nouveaux mélanges d'ADN produits lors du croisement sont une source importante de variation génétique à l'origine de nouvelles combinaisons d'allèles, ce qui peut être très favorable pour l'espèce.
Les chromosomes appariés et répliqués sont appelés bivalents ou tétrades, qui ont deux chromosomes et quatre chromatides, avec un chromosome provenant de chaque parent.
Le couplage de chromosomes homologues est appelé synapse. À ce stade, les chromatides non sœurs peuvent se croiser en des points appelés chiasmas (pluriel; chiasma singulier).
La prophase I est la phase la plus longue de la méiose. Il est divisé en cinq sous-étapes qui sont nommées en fonction de l'apparence des chromosomes: leptotène, zygotène, pachytène, diplotène et diakinèse.
Avant de commencer le sous-étage diplotène, une recombinaison homologue se produit et des croisements se produisent entre les chromosomes des chromatides non sœurs, dans leurs chiasmes. À ce moment précis, les chromosomes sont étroitement appariés.
Description du diplotène
Diplotène, également appelé diplonema, (du grec diploo: double et tainia: ruban ou fil) est la sous-étape qui succède à pachytène. Avant le diplotène, les chromosomes homologues se sont appariés formant des tétrades ou bivalents (valeur génétique des deux parents), ils sont raccourcis, épaissis et les chromatides soeurs se différencient.
Une structure en forme de fermeture à glissière, appelée complexe synaptonémique, se forme entre les chromosomes qui se sont appariés puis se décomposent, au stade diplotène, provoquant une légère séparation des chromosomes homologues.
Les chromosomes se déroulent, permettant la transcription de l'ADN. Cependant, les chromosomes homologues de chaque paire formée restent étroitement liés dans les chiasmes, les régions où le croisement s'est produit. Les chiasmes restent sur les chromosomes jusqu'à ce qu'ils se séparent lors de la transition vers l'anaphase I.
Dans le diplotène, les complexes synaptonémiques se séparent, l'espace central s'agrandit et les composants disparaissent, ne restant que dans les régions où il y avait des chiasmes. Les éléments latéraux sont également présents, qui sont minces et séparés les uns des autres.
En diplotène avancé, les axes sont interrompus et disparaissent, il ne reste que dans les régions centromériques et chiasmatiques.
Après recombinaison, le complexe synaptonémique disparaît et les membres de chaque paire bivalente commencent à se séparer. Au final, les deux homologues de chaque bivalent ne restent unis qu'aux points de croisement (chiasmas).
Le nombre moyen de chiasmas dans les spermatocytes humains est de 5, soit plusieurs par bivalent. En revanche, la proportion d'ovocytes dans le pachytène et le diplotène augmente dans le développement fœtal.
En se rapprochant du diplotène, les ovocytes pénètrent dans le soi-disant arrêt méiotique ou dictyotène. À environ six mois de gestation, toutes les cellules germinales se retrouveront dans cette sous-étape.
Importance de la sous-station diplotène
Vers le huitième mois de développement embryonnaire, les ovocytes sont plus ou moins synchronisés au stade diplotène de la prophase I.
Les cellules resteront dans cette sous-phase de la naissance à la puberté, lorsque les follicules ovariens commenceront à mûrir un à un et que l'ovocyte relancera la phase finale du diplotène.
Au cours du processus d'ovogenèse (création d'ovules), les ovocytes humains arrêtent leur processus de maturation au stade diplotène, avant la naissance. En atteignant la phase de puberté, le processus est redémarré, cet état suspendu de la division méiotique est connu sous le nom de dictyotène ou dictyate.
Lorsque l'ovulation commence, l'ovocyte se situe entre la première et la deuxième division méiotique. La deuxième division est suspendue jusqu'à la fécondation, c'est-à-dire lorsque l'anaphase de la deuxième division se produit et que le pronucleus féminin est prêt à s'unir avec le mâle.
Cette reprise de maturation des ovocytes se produit afin de les préparer à l'ovulation.
Références
- Biology online, 26/10/2011, «Diplotene», disponible sur: biology-online.org/dictionary/Diplotene
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- Nussbaum, RL et McInnes, RR (2008). Thompson & Thompson: Génétique en médecine. Barcelone: Elsevier Masson.
- Solari, A. (2004). Génétique humaine: fondamentaux et applications en médecine. Buenos Aires: Éditorial Médica Panamericana.