Polyploïde
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Une cellule polyploïde (du grec : πολλαπλόν - multiple) d'un organisme contient plus de deux copies (diploïdie) de ses chromosomes. Les types polyploïdes sont appelés triploïde (3x[1]), tétraploïde (4x), pentaploïde (5x), hexaploïde (6x) etc. La ploïdie peut avoir pour origine la même espèce (autopolyploïdie) ou une espèce voisine (allopolyploïdie).
La polyploïdie chez les cellules végétales peut être la conséquence d'un processus d'endoréduplication. Il s’agit d’une alternative du cycle cellulaire classique (doublement somatique) ou de la méïose (diplogamètes=gamètes diploïdes) où l’ADN est dupliqué sans division de la cellule. La mitose n’a pas lieu et le cycle cellulaire est réinitialisé. Les cellules où ce processus a lieu ont des ploïdies de plus en plus élevées puisque l’ADN est dupliqué en boucle. De plus, les tailles des noyaux étant augmentées, le volume des cellules suit cette tendance. Elle peut être aussi la conséquence d'une hybridation qui donne un individu à la fertilité réduite, la polyploïdie restaurant la fertilité.
Ce mécanisme pourrait jouer un rôle dans les voies d’adaptation des plantes. Les ploïdies doivent être supérieures ou égales à 4C pour relever de l’endoréduplication.
La ploïdie des cellules peut être déterminée en pourcentage des noyaux en 2C, 4C, 8C, 16C, et 32C pour un échantillon de tissu donné avec la technique de cytométrie en flux.
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Espèces concernées [modifier]
Le phénomène est assez rare dans le règne animal, mais on peut citer le cas des Xenopus, des grenouilles africaines ou du rat-viscache Tympanoctomys barrerae, tétraploïde potentiel. Le Crapaud Batura, du nord du Pakistan, est une espèce triploïde, et qui se reproduit par la reproduction sexuée[2].
Les végétaux supportent beaucoup mieux la polyploïdie, et nombre des espèces cultivées par l'homme en sont. 70 % des Angiospermes ont connu au moins un évènement de polyploïdisation[3]. Certains mutants d'Arabidopsis thaliana faisant plus ou moins d’endoréduplication ont été décrits dans des articles scientifiques. Les valeurs les plus élevées découvertes sont de 8 192x dans le suspenseur de Phaseolus coccineus et de 24 576x dans l'haustorium de l'endosperme d’Arum maculatum[4].
Effets [modifier]
Les effets de la polyploïdie sur le phénotype peuvent être : « effet de gigantisme » cellulaire et morphologique (« morphologie gigas » quasi systématique lors des polyploïdisations artificielles alors que chez les polyploïdes naturels, le gigantisme cellulaire peut être compensé par une baisse du nombre de cellules par organe)[5], croissance plus faible (par la réduction du nombre de mitoses). Les effets génétiques et épigénétiques peuvent être : modification de la séquence génomique (mutations, recombinaisons...), masquage des allèles délétères, modification de l'expression des gènes[6].
Notes et références [modifier]
- x désigne le « nombre de base », c'est-à-dire le nombre de chromosomes portant l'information génétique totale en un seul exemplaire
- Le crapaud qui divise 3 par 2
- (en) G. Moore, « Meiosis in allopolyploids - the importance of "teflon" chromosomes », Trends in genetics, vol. 18, no 9, 2002, p. 456-463
- Wilhelm Nultsch & R. Miesch, Botanique générale, De Boeck Université, 1998, p. 119
- (en) A. Müntzing, « The evolutionary significance of autopolyploidy », Hereditas, vol. 21, 1936, p. 263-378
- (en) T. C. Osborn et coll, « Understanding mechanisms of novel gene expression in polyploids », Trends in Genetics, vol. 19, 2003, p. 141-147
