MONOPLOÏDIE: COMMENT ELLE SE PRODUIT, ORGANISMES, FRÉQUENCE ET UTILITÉ - LA BIOLOGIE - 2025

La monoploidía se réfère au nombre de chromosomes qui est un chromosome basique (x) dans un organisme; Cela signifie que les paires homologues ne se trouvent pas dans l'ensemble chromosomique. La monoloïdie est caractéristique des organismes haploïdes (n) dans lesquels il n'y a qu'un seul chromosome pour chaque type.

Un organisme monoploïde porte un seul ensemble de chromosomes pendant la majeure partie de son cycle de vie. Dans la nature, les organismes entiers atteints de ce type d'euploïdie sont rares. En revanche, la polyploïdie est un type d'euploïdie plus répandu chez les organismes supérieurs tels que les plantes.

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La polyploïdie est la possession de plusieurs ensembles de chromosomes homologues dans le génome. Il peut alors y avoir des organismes triploïdes (3n), des tétrapolides (4n) et ainsi de suite, selon le nombre d'ensembles complets présents dans le noyau cellulaire.

En revanche, selon l'origine des chromosomes, un individu polyploïde peut être autopolyploïde (autoploïde) lorsque les dotations chromosomiques sont d'une seule espèce ou allopolyploïde (alloploïde) lorsqu'elles proviennent de plusieurs espèces évolutivement proches.

Monoploïdie et haploïdie

La monoploïdie ne doit pas être confondue avec l'existence de cellules haploïdes. Le nombre haploïde (n) qui est utilisé dans de nombreuses occasions pour décrire la charge chromosomique, se réfère strictement au nombre de chromosomes dans les gamètes qui sont les cellules reproductrices femelles ou mâles.

Chez la plupart des animaux et dans de nombreuses plantes connues, le nombre monoploïde coïncide avec le nombre haploïde, par conséquent "n" ou "x" (ou par exemple 2n et 2x) peuvent être utilisés de manière interchangeable. Cependant, dans des espèces comme le blé, qui est une espèce hexaploïde, ces termes chromosomiques ne correspondent pas.

Chez le blé (Triticum aestivum), le nombre monoploïde (x) ne coïncide pas avec le nombre haploïde (n). Le blé a 42 chromosomes et est également une espèce hexaploïde (allopolyploïde), puisque ses ensembles chromosomiques ne proviennent pas d'une seule espèce parentale); Cette espèce a six ensembles de sept chromosomes assez similaires mais pas les mêmes.

Donc 6X = 42, ce qui indique que le nombre monoploïde est x = 7. D'autre part, les gamètes de blé contiennent 21 chromosomes, donc 2n = 42 et n = 21 dans leur dotation chromosomique.

Comment ça se passe?

Dans les cellules germinales d'un organisme monoploïde, la méiose ne se produit normalement pas parce que les chromosomes n'ont pas leurs homologues avec lesquels s'accoupler. Pour cette raison, les monoploïdes sont généralement stériles.

Les mutations dues à des erreurs de séparation des chromosomes homologues lors de la méiose sont la principale raison de l'existence de monoploïdes.

Organismes monoloïdes?

Les individus monoploïdes peuvent apparaître naturellement dans les populations sous forme d'erreurs ou d'aberrations rares. En tant qu'individus monoploïdes, les phases gamétophytes des plantes inférieures et des mâles des organismes sexuellement déterminés par haploïdie peuvent être considérées.

Ce dernier se produit dans de nombreux ordres d'insectes, y compris les hyménoptères avec les castes (fourmis, guêpes et abeilles), les homoptères, les thrips, les coléoptères et certains groupes d'arachnides et de rotifères.

Dans la plupart de ces organismes, les mâles sont normalement monoploïdes, car ils proviennent d'œufs non fécondés. Généralement, les organismes monoploïdes sont empêchés de produire une progéniture fertile, cependant, dans la plupart d'entre eux, la production de gamètes se produit normalement (par division mitotique), car ils sont déjà adaptés.

La monoploïdie et la diploïdie (2n) se retrouvent dans tous les règnes animal et végétal, subissant ces conditions au cours de leur cycle de vie normal. Dans l'espèce humaine, par exemple, une partie du cycle de vie est responsable, bien que diploïde, de la génération de cellules monoploïdes (haploïdes), pour la génération du zygote.

La même chose se produit dans la plupart des plantes supérieures où le pollen et les gamètes femelles ont des noyaux monoploïdes.

Fréquence de la monoploïdie

Les individus haploïdes, en tant que condition anormale, surviennent plus fréquemment dans le règne végétal que dans le règne animal. Dans ce dernier groupe, il y a vraiment peu de références à la monoploïdie naturelle ou causée.

Même dans certains organismes si largement étudiés avec la drosophile, des haploïdes n'ont jamais été trouvés. Cependant, des individus diploïdes ont été trouvés avec certains tissus haploïdes.

D'autres cas de monoploïdie décrits dans le règne animal sont les salamandres induites par la partition du gamète femelle dans le laps de temps entre l'entrée du sperme et la fusion des deux pronucléus.

En outre, il existe des lézards aquatiques obtenus par traitement à basses températures, chez diverses espèces de grenouilles telles que Rana fusca, R. pipiens, R. japonica, R. nigromaculata et R. rugosa obtenus par insémination de femelles avec des spermatozoïdes traités aux UV ou aux traitements chimiques.

La possibilité qu'un animal monoploïde atteigne l'âge adulte est très faible, c'est pourquoi ce phénomène peut être inintéressant dans le règne animal. Cependant, pour étudier l'action des gènes dans les premiers stades de développement, la monoploïdie peut être utile, car les gènes peuvent se manifester lorsqu'ils sont dans un état hémizygote.

Utilité des organismes monoploïdes

Les monoloïdes jouent un rôle important dans les approches actuelles de l'amélioration génétique. La diploïdie est un obstacle lorsqu'il s'agit d'induire et de sélectionner de nouvelles mutations chez les plantes et de nouvelles combinaisons de gènes déjà présents.

Pour que les mutations récessives s'expriment, il faut les rendre homozygotes; les combinaisons de gènes favorables chez les hétérozygotes sont détruites au cours de la méiose. Les monoloïdes permettent de contourner certains de ces problèmes.

Dans certaines plantes, des monoploïdes peuvent être obtenus artificiellement à partir des produits de la méiose dans les anthères de la plante. Ceux-ci peuvent subir des traitements au froid et attribuer ce qui serait un grain de pollen à un embryode (petite masse de cellules en division). Cet embryon peut se développer sur de la gélose pour donner naissance à une plante monoploïde.

Une application des monoploïdes est de rechercher des combinaisons de gènes favorables, puis des agents tels que la colchicine donnent naissance à un diploïde homozygote capable de produire des graines viables à travers des lignées homozygotes.

Une autre utilité des monoploïdes est que leurs cellules peuvent être traitées comme si elles étaient une population d'organismes haploïdes dans les processus de mutagenèse et de sélection.

Références

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