1. Chromosomes sexuels et phénotypes
CHROMOSOMES SEXUELS ET PHENOTYPES
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Rédigée par Françoise Jauzein, Lycée Berthollet, Annecy
Relue par Claude Pieau, Institut Jacques Monod
Rappels
En 1910 Morgan avait découvert une différence fondamentale entre les deux sexes de la Drosophile; la femelle présentait deux chromosomes identiques, les chromosomes X, alors que chez le mâle, il n'y avait qu'un seul X et un chromosome plus petit, le Y.
En 1912,Winiwater constata que la femme présentait un chromosome X en double exemplaire alors que celui-ci n'était présent qu'en un exemplaire chez l'homme. Ce n'est qu'en 1923 que Painter découvrit le Y, passé inaperçu jusqu'alors, et le nombre exact de nos chromosomes, 23 paires, ne fut connu qu'en 1956!!!
Des chromosomes sexuels hétéromorphes sont présents chez de nombreuses espèces parmi les vertébrés (mammifères, oiseaux, reptiles, amphibiens, poissons) et les invertébrés ( nématodes, insectes) et même chez certaines plantes. Cependant, chez certaines espèces (mammifères) c'est le mâle qui présente des hétérosomes dissemblables appelés X et Y, et chez d'autres espèces (papillons, oiseaux) c'est la femelle qui présente des hétérosomes dissemblables, notés alors Z et W. Chez les Poissons, les Amphibiens et les Reptiles, on peut trouver l'un ou l'autre des deux systèmes de déterminisme chromosomique ZZ/ZW et XX/XY, mais chez nombre de ces espèces les chromosomes sexuels ne sont pas hétéromorphes. De plus, dans ces classes, la détermination du sexe peut être influencée par la température .
| Classes | Chromosomes sexuels |
Signal primaire de détermination |
|
Nématodes (Caenorhabditis) |
XX = Hermaphrodite ou Femelle |
Nombre de chromosome X par rapport au nombre d'autosomes |
|
Insectes (Drosophile) |
XX = F |
Nombre de chromosomes X par rapport au nombre d'autosomes |
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Poissons |
XX = F ZW = F |
? |
|
Oiseaux |
ZZ = M |
? |
|
Mammifères |
XX = F |
Chromosome Y |
Signal primaire
Chez les insectes, c'est le nombre de chromosomes X par rapport au nombre d'autosome qui détermine le sexe alors que chez les mammifères c'est le Y qui exerce un contrôle génétique dominant. En effet l'étude d'humains et de souris dotés de chromosomes anormaux a montré (voir tableau ci-dessous) que quelque soit le nombre de X, tous les embryons porteurs d'un Y devenaient mâles et ceux qui n'en ont pas devenaient femelles.
Principales anomalies hétérosomales dans l'espèce humaine et conséquences phénotypiques
| XXY | syndrome de Klinefelter | mâle stérile (testicules différenciés mais réduits, absence de spermatogonies, grande taille, gynécomastie, virilisation incomplète) | 1/700 hommes |
| XXYY,XXXY,XXXXY ou mosaique XXX/XY | pseudo-Klinefelter | mâle stérile, syndrome apparenté au Klinefelter | rare |
| XXX | triple X (les deux X supplémentaires sont inactivés) |
femme fertile, gonades et phénotypes normaux dans la majorité des cas | 1/500 femmes |
| XYY | sujet normal | mâle fertile, différenciation des gonades et phénotype normaux | 1/500 hommes |
| XO | syndrome de Turner | femme stérile (agénésie gonadique (régression des ovaires après leur différenciation), petite taille, ainsi que problèmes de pigmentation, rénaux, squelettique, auto-immuns, variables selon les individus) | 1/2700 femmes alors que la probabilité est de 1/500 (avortement spontané dans 99% des cas) |
| YO | létal | l'absence de X est incompatible avec le développement du zygote | |
| XX | mâle XX | mâle stérile (testicules sans spermatogonies) | 1/20 000 naissances |
| XY | femme XY | femme stérile (ovaires dysgénésiques) | 1/10 000 naissances |
| XX et XY (XX/XY) | hermaphrodite vrai | stérile (tissu testiculaire et ovarien dans les gonades) | 1/30 000 naissances |
Chez certains individus (ci-dessus en rouge) le phénotype sexuel ne correspond pas aux chromosomes sexuels, ces individus sont dits intersexués (présentent une inversion sexuelle), et c'est l'étude de leurs chromosomes qui a permis en grande partie de déterminer les gènes impliqués dans la détermination du sexe.