Ressources · Terminale · SVT (spécialité)

Fiche de révision : Reproduction asexuée et clone

Mitose et clone (cellules séparées ou associées), accumulation des mutations et sous-clones, estimation du nombre de mutations d’un organisme, accidents irréversibles pérennes pour la lignée, clones en santé (cancers, lymphocytes B, bactéries), reproduction asexuée chez les êtres vivants et distinction entre reproduction et sexualité.

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Reproduction asexuée : stabilité génétique et évolution clonale

Fiche méthode

(SVT Tᵉ spécialité · La Terre, la vie et l’organisation du vivant · Génétique et évolution)

La démarche face à un clone

1. Je repère l’origine : une seule cellule de départ et seulement des mitoses ? C’est un clone.

2. Je compte : divisions ≈ nombre de cellules ; mutations ≈ divisions × mutations par division.

3. Je situe chaque mutation : présente partout = ancienne (fondatrice) ; présente dans une partie = sous-clone, d’autant plus petit qu’elle est récente.

4. Je conclus : sans échange génétique, la seule diversité vient des mutations, et une perte est définitive pour son sous-clone.

La clé un clone conserve son génome à chaque division, mais l’accumulation des mutations le transforme en mosaïque de sous-clones emboîtés.

Cas 1 · Compter les divisions d’un clone

Réflexe — chaque division ajoute une cellule : de 1 à $N$ cellules, $N - 1$ divisions, plus une par cellule morte.

Exemple. Une culture de $8 \times 10^{8}$ euglènes, algues formées d’une seule cellule, est née d’une seule euglène ; on admet qu’aucune n’est morte.

$8 \times 10^{8} - 1$ divisions, soit environ $8 \times 10^{8}$ divisions.

Autant de réplications du génome de l’euglène, donc autant d’occasions de mutation.

Attention — ne pas confondre générations et divisions : 10 générations synchrones donnent $2^{10}$ cellules, mais $2^{10} - 1$ divisions.

Cas 2 · Estimer un nombre de mutations

Réflexe — mutations ≈ nombre de divisions × taux par division ; écrire les puissances de 10 à part.

Exemple. Un gène mute avec un taux de $4 \times 10^{- 9}$ par division ; un tissu de $5 \times 10^{9}$ cellules est né d’une seule cellule souche, sans mort cellulaire.

$5 \times 10^{9} \times 4 \times 10^{- 9} = 20 \times 10^{0}$ = 20 mutations de ce gène, chacune dans une cellule différente.

Chacune fonde un sous-clone.

Attention — un taux par nucléotide, par gène ou par génome entier ne donne pas le même nombre : lire l’unité du taux.

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Cas 3 · Trouver la taille d’un sous-clone

Réflexe — clone synchrone : mutation apparue à la génération $k$ → $\frac{1}{2^{k}}$ du clone.

Exemple. Un clone grandit pendant 20 générations synchrones ; une mutation apparaît dans une cellule à la génération 3.

Clone final : $2^{20}$ cellules ; sous-clone : $\frac{2^{20}}{2^{3}} = 2^{17} =$ 131 072 cellules, soit $\frac{1}{8}$ du clone.

Attention — une mutation présente dans une petite partie du clone n’est pas « moins importante » : elle est plus récente.

Cas 4 · Lire une anomalie dans des cellules malades

Réflexe — dans toutes les cellules → elles forment un clone ; dans une partie → un sous-clone, apparu plus tard.

Exemple. Dans une tumeur du côlon, une mutation du gène X est trouvée dans toutes les cellules tumorales, une mutation du gène Y dans 12 % d’entre elles ; aucune n’est dans les cellules saines.

X partout : les cellules tumorales forment un clone, fondé par une cellule porteuse de X.

Y dans 12 % : un sous-clone, apparu après X ; s’il résiste au traitement, il sera sélectionné.

Attention — le traitement sélectionne la résistance, il ne la provoque pas.

Cas 5 · Distinguer reproduction et sexualité

Réflexe — individus en plus → reproduction ; génomes de deux origines réunis → sexualité.

Exemple. En été, une femelle de puceron donne naissance à des femelles, sans mâle. Ailleurs, une bactérie reçoit d’une autre un fragment d’ADN, sans se diviser.

Puceron : des individus en plus, un seul génome parental : reproduction sans sexualité, les filles sont des clones.

Bactérie : des gènes d’une autre origine, aucun individu en plus : sexualité sans reproduction.

Attention — parthénogenèse ne veut pas toujours dire clone : si un seul lot maternel est doublé, les petits diffèrent de leur mère.

Les pièges à éviter

Écrire qu’un clone est fait de cellules « strictement identiques » : identiques aux mutations près.
Confondre le nombre total de mutations d’un clone, immense, avec celui que porte une seule cellule.
Croire qu’une mutation récente touche autant de cellules qu’une mutation ancienne.
Penser qu’un gène perdu peut revenir par les mitoses : elles recopient le génome tel qu’il est.
Dire que l’antibiotique ou l’anticancéreux « provoque » les mutations de résistance.
Confondre reproduction et sexualité : la conjugaison des paramécies n’augmente pas le nombre d’individus.

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À propos de cette page

Cette fiche méthode donne une démarche en quatre temps face à un clone, puis un exemple corrigé par partie : compter les divisions d’une culture d’euglènes, estimer les mutations d’un gène, trouver la taille d’un sous-clone, lire deux mutations dans une tumeur du côlon, distinguer reproduction et sexualité chez le puceron. Elle se termine par six pièges fréquents.

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