Pulsion méiotique

Définition

La pulsion méiotique est le terme donné à la transmission préférentielle lors de la méiose d'un allèle particulier à un locus donné. La pulsion méiotique est un phénomène où une mutation dans un allèle déforme la transmission méiotique en sa propre faveur et entraîne la distorsion du sex-ratio de la progéniture normalement de 1 : 1.

La pulsion méiotique est une violation de l'héritage mendélien qui se traduit par un rapport asymétrique des spermatozoïdes fonctionnels porteurs de X et porteurs de Y ou des oeufs porteurs de W et de Z.

Les mécanismes de la pulsion méiotique :

Les mécanismes généraux de la pulsion méiotique : l'encadré de gauche représente deux types de "vraies" pulsions méiotiques. L'exemple de gauche montre une transmission biaisée favorisant l'allèle "a" lors de la méiose I et/ou de la méiose II. Dans l'exemple de droite, l'allèle "a" gagne un avantage de transmission en perturbant la méiose II du chromosome qui hérite de "A". L'encadré de droite représente la pulsion méiotique tuant les gamètes où les gamètes en développement qui héritent de l'allèle "a" détruisent ceux qui héritent de "A".

Explications

Habituellement, les allèles méiotiques situés sur le chromosome X entraînent l'extinction d'une population avec un excès de femelles en raison du manque de mâles. Alternativement, des suppresseurs dans le chromosome Y et dans les autosomes pourraient être favorisés. Normalement, ces suppresseurs autosomiques sont censés fonctionner pendant la méiose masculine et sont donc exprimés de manière biaisée par les hommes. L'évolution de tels suppresseurs pourrait conduire à l'accumulation de gènes biaisés par les mâles hors du chromosome X.

La pulsion méiotique favorise la production d'un gamète particulier. Le lecteur méiotique influence la fréquence d'un certain gamète par rapport à un autre gamète produit par la méiose. Chez les femmes porteuses de translocation robertsonienne, il existe des preuves d'une probabilité plus élevée de produire un gamète avec la translocation robertsonienne par rapport à celui avec un caryotype normal. Cette association est moins significative pour les hommes porteurs de translocation robertsonienne équilibrée. Un seul des résultats méiotiques aboutit à un ovocyte, tandis que les autres gamètes possibles deviennent des corps polaires. Comme la plupart des translocations robertsoniennes contiennent deux séquences de centromères potentiellement viables, on pense que ce chromosome "le plus fort" est favorisé dans le produit final de l'ovocyte.

L'expression pulsion méiotique a d'abord été utilisée pour décrire les allèles capables de biaiser la ségrégation des chromosomes méiotiques en leur faveur. Ces pulsions sont parfois appelées "vrais pulsions méiotiques", et il en existe deux types connus. Le premier type exploite la méiose asymétrique (c'est-à-dire femelle) dans laquelle un produit méiotique est sélectionné pour devenir le gamète, tandis que les autres produits méiotiques deviennent des corps polaires. Les allèles standard ont 50 % de chances d'être transmis à un gamète donné. Les locus d'entraînement, cependant, peuvent manipuler la méiose asymétrique pour augmenter leur transmission jusqu'à 100 % des gamètes. Par exemple, chez les souris hétérozygotes pour un centromère "fort" et "faible", le centromère fort exploite l'asymétrie du fuseau dans la première division méiotique pour favoriser sa transmission préférentielle dans les oeufs.

Cas de la souris

La pulsion méiotique (commande méiotique) chez la souris est mieux illustrée par l'haplotype t sur le chromosome 17 de la souris. Il comprend une grande région contiguë (∼20 cM) du tiers proximal du chromosome qui biaise la transmission de l'ADN après la méiotie en perturbant la spermatogenèse.

Les haplotypes t présentent un biais de ségrégation chez les souris mâles uniquement. Chez les femelles +/t, la ségrégation est normale et les descendants sont produits dans les proportions mendéliennes attendues. En revanche, chez les mâles +/t, l'haplotype t est transmis à plus de 90 % de la progéniture en raison de la production de spermatozoïdes de type sauvage qui sont fonctionnellement inactivés par des défauts de motilité. Quatre locus de distorsion du complexe t (Tcd) ont été décrits qui agissent de manière additive en trans sur un seul locus du répondeur du complexe t (Tcr) pour produire le biais de transmission élevé en faveur de l'haplotype t.

Ces locus sont hérités ensemble en raison d'une série de quatre inversions majeures sans chevauchement qui suppriment la recombinaison à travers la région chez les hétérozygotes +/t. Les haplotypes t se trouvent naturellement à une fréquence d'environ 10 à 15 % dans toutes les sous-espèces de souris domestiques.

Deux exemples supplémentaires de pulsion méiotique ont été décrits chez des souris femelles, bien que les deux soient moins bien caractérisés génétiquement. Ils comprennent une forme aberrante du chromosome 1 connue sous le nom de In qui provoque un biais de ségrégation pendant l'ovogenèse et une forme aberrante du locus Ovum (Om) sur le chromosome 11.

Chez les insectes

Chez la plupart des insectes, une paire de chromosomes (chromosomes sexuels) distingue les mâles et les femelles. Par exemple, chez certaines mouches et Coléoptères, les mâles sont hétérogamétiques (XY), tandis que les femelles sont homogamétiques (20), ce qui est inversé dans le cas des papillons et des papillons de nuit (c'est-à-dire les mâles ZZ et les femelles WZ). De plus, chez certaines espèces, les mâles n'ont qu'un seul chromosome sexuel (X) sans aucun chromosome d'appariement et sont désignés X0, alors que les femelles sont 20. A l'inverse, chez certains papillons, les femelles sont Z0 et les mâles sont ZZ. L'hérédité mendélienne des chromosomes sexuels assure un sex-ratio de 1 :1 chez les espèces ayant des chromosomes sexuels.

Cependant, certains insectes comme les guêpes et les abeilles, appartenant à la famille des Hyménoptères, sont dépourvus de chromosomes sexuels. Au lieu de cela, les femelles ont un génome deux fois plus grand que celui des mâles, le système reproducteur appelé haplodiploïde, dans lequel les oeufs non fécondés se développent comme des mâles haploïdes (n) et les oeufs fécondés se développent comme des femelles diploïdes (2n). Chez certaines guêpes parasites comme Nasonia vitripennis, qui pondent des oeufs dans des mouches hôtes où un nombre limité de guêpes survivent, les femelles peuvent contrôler la proportion d'oeufs qui sont fécondés avec le sperme mâle, atteignant ainsi les sex-ratios les plus avantageux qui sont théoriquement déduits (cf. concours local de compagnons).

La pulsion méiotique est une violation de l'héritage mendélien. Chez certaines mouches comme la drosophile, certains chromosomes X favorisent l'inactivation des spermatozoïdes porteurs de l'Y, conduisant à toutes ou presque toutes les femelles. Ces chromosomes X sont classés comme l'un des éléments génétiques égoïstes susceptibles de se propager dans la population aux dépens du reste du génome. Fait intéressant, des suppresseurs autosomiques et liés à l'Y contre ces moteurs X ont été découverts, et certains d'entre eux ont atteint une quasi-fixation dans certaines populations. La fixation des pilotes et des suppresseurs entraîne un sex-ratio normal de 1 : 1.

En rapport avec "pulsion méiotique"

• apoméiose

  

  Une apoméiose (ou améiose) correspond à une absence de méiose ou à une méiose incomplète qui n'aboutit pas à une réduction du nombre des chromosomes.

• autosome

  

  Un autosome est un chromosome non sexuel somatique qui ne détermine pas le sexe car il porte des gènes autosomiques.

• chromosome sexuel

  

  Un chromosome sexuel est un chromosome qui participe à la détermination du sexe d'un organisme, généralement l'un de deux types mâle ou femelle.

• lois de Mendel

  

  Les lois de Mendel ont établi le principe de l'hérédité et les lois de transmission des caractères héréditaires.