Une cellule biologique est polyploïde lorsqu elle contient trois exemplaires 3n de chaque chromosome triploïde quatre ex

Une cellule biologique est polyploïde lorsqu'elle contient trois exemplaires (3n) de chaque chromosome (triploïde), quatre exemplaires (4n) de chaque chromosome (tétraploïde), ou davantage. Le concept complète ceux d'haploïde (un seul exemplaire, 1n) et de diploïde (deux exemplaires, 2n).

Représentation de configurations chromosomiques haploïde, diploïde, triploïde et tétraploïde. Les configurations triploïde et tétraploïde sont des cas particuliers de polyploïdes.

**Paléopolyploïdie** chez les **eucaryotes**, d'après Wolfe (2001), Adams & Wendel (2005), Cui *et al.* (2006).

**Spéciation** via la polyploïdie : une cellule diploïde dysfonctionne lors de la **méiose**, produisant des **gamètes** diploïdes qui s'autofertilisent pour donner un **zygote** tétraploïde.

L'autopolyploïdie résulte d'une multiplication d'un même génome, alors que l'allopolyploïdie représente un montage réunissant deux ou plusieurs génomes différents.

Occurrence dans la nature

Plantes

La triploïdie peut exister de façon normale chez les plantes. De même, la tétraploïdie se retrouve chez un certain nombre de végétaux, notamment parmi les fraises, tomates, roses et trèfles.

Les végétaux supportent beaucoup mieux la polyploïdie, et nombre des espèces cultivées par l'homme en sont polyploïdes. George Ledyard Stebbins qui attribue la forte proportion de polyploïdes dans un groupe de plantes à la fréquence de contacts secondaires entre populations diploïdes isolées, inventorie ces polyploïdes dans son ouvrage Variation and Evolution in Plants, 1950. 70 % des Angiospermes ont connu au moins un évènement de polyploïdisation. 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 8 192× dans le suspenseur de Phaseolus coccineus et de 24 576× dans l'haustorium de l'endosperme d’Arum maculatum.

La récurrence des évènements de polyploïdie (selon leur ancienneté, on distingue les paléopolyploïdes, les mésopolyploïdes et les néopolyploïdes) explique que la polyploïdisation est un facteur de diversification chez les animaux et les plantes.

La redondance des gènes créée par la duplication suivant la polyploïdisation est effacée par une élimination massive bien qu'incomplète des gènes dupliqués, appelée fractionnement des génomes. Ce fractionnement conduit à un retour à l'état diploïde par un processus dit de diploïdisation. La recherche actuelle s'efforce de déterminer si cette perte de gènes est aléatoire ou biaisée.

Animaux

Le phénomène est assez rare dans le règne animal, mais on peut citer le cas des grenouilles africaines ou du rat-viscache, tétraploïde potentiel. Le Crapaud Batura, du nord du Pakistan, est une espèce triploïde, et qui se reproduit par la reproduction sexuée.

La tétraploïdie est nettement moins présente chez les animaux que chez les plantes, bien qu'on trouve cette caractéristique notamment dans les genres artemia (crustacé), solenibia (papillon) et saga (sauterelle).

Humains

Affectant 1 à 3 % des fécondations humaines, la polyploïdie est l'anomalie de la fécondation la plus fréquente. Elle provoque généralement une fausse couche spontanée : on la retrouve dans 26 % des fausses couches dues à des erreurs chromosomiques.

Quand la grossesse se prolonge au delà du premier trimestre, le (d) et le (d) conduisent généralement à une mort in utero. Exceptionnellement, l'enfant peut survivre quelques semaines après la naissance.

La triploïdie en mosaïque ou mosaïque (2N/3N) est moins sévère et peut être viable.

Caractéristiques

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), 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. Généralement, les polyploïdes ont une barrière post-zygotique empêchant l'hybridation avec leurs parents ou les hybrides sont incapables de se développer normalement. Cet isolement sexuel immédiat est à l'origine d'une spéciation sympatrique instantanée responsable de la genèse de près de la moitié des espèces actuelles de plantes à fleurs et d'un petit nombre d'espèces animales.

Notes et références

(en) Kenneth H. Wolfe, « Yesterday's polyploids and the mystery of diploidization », Nature Reviews Genetics, vol. 2, n^o 5,‎ mai 2001, p. 333–341 (ISSN 1471-0056, DOI 10.1038/35072009, résumé).
(en) Keith L. Adams et Jonathan F. Wendel, « Polyploidy and genome evolution in plants », Current Opinion in Plant Biology, vol. 8, n^o 2,‎ avril 2005, p. 135–141 (ISSN 1369-5266, DOI 10.1016/j.pbi.2005.01.001, résumé).
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Le crapaud qui divise 3 par 2
↑ ^{a b et c}Polyploïdies, Dr Aly Abbara
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(en) T. C. Osborn et coll, « Understanding mechanisms of novel gene expression in polyploids », Trends in Genetics, vol. 19,‎ 2003, p. 141-147
Edward Osborne Wilson, La diversité de la vie, Odile Jacob, 1993, p. 98.

Voir aussi

Articles connexes

Paléopolyploïdie
Aneuploïdie
Ploïdie
Trisomie
Colchicine
Triangle d'U
Syndrome de Klinefelter
Syndrome 49,XXXYY

Liens externes

(en) Polyploidy on Kimball's Biology Pages

Portail de la biologie cellulaire et moléculaire

[Wolfe2001-1] (en) Kenneth H. Wolfe, « Yesterday's polyploids and the mystery of diploidization », Nature Reviews Genetics, vol. 2, n^o 5,‎ mai 2001, p. 333–341 (ISSN 1471-0056, DOI 10.1038/35072009, résumé).

[AdamsWendel2005-2] (en) Keith L. Adams et Jonathan F. Wendel, « Polyploidy and genome evolution in plants », Current Opinion in Plant Biology, vol. 8, n^o 2,‎ avril 2005, p. 135–141 (ISSN 1369-5266, DOI 10.1016/j.pbi.2005.01.001, résumé).

[Cui2006-3] (en) Liying Cui, P. Kerr Wall, James H. Leebens-Mack, Bruce G. Lindsay, Douglas E. Soltis, Jeff J. Doyle, Pamela S. Soltis, John E. Carlson, Kathiravetpilla Arumuganathan, Abdelali Barakat, Victor A. Albert, Hong Ma et Claude W. dePamphilis, « Widespread genome duplications throughout the history of flowering plants », Genome Research, vol. 16, n^o 6,‎ juin 2006, p. 738–749 (ISSN 1088-9051, DOI 10.1101/gr.4825606, lire en ligne).

[L-tri-4] « triploïdie », Grande Encyclopédie Larousse (consulté le 30 avril 2025)

[L-5] {a et b}« tétraploïdie », Grande Encyclopédie Larousse (consulté le 30 avril 2025)

[6] (en) G. Moore, « Meiosis in allopolyploids - the importance of "teflon" chromosomes », Trends in genetics, vol. 18, n^o 9,‎ 2002, p. 456-463

[7] Wilhelm Nultsch & R. Miesch, Botanique générale, De Boeck Université, 1998, p. 119

[8] Duplication des génomes chez les plantes et les animaux, tiré de Van de Peer 2009, Nature Review genetics

[9] (en) Y. Van de Peer et al, « The evolutionary significance of ancient genome duplications », Nat Rev Genet., vol. 10, n^o 10,‎ octobre 2009, p. 725-732 (DOI 10.1038/nrg2600).

[10] (en) Richard J Langham, Justine Walsh, Molly Dunn, Cynthia Ko, Stephen A Goff & Michael Freeling, « Genomic duplication, fractionation and the origin of regulatory novelty », Genetics, vol. 166, n^o 2,‎ février 2004, p. 935-945.

[11] Le crapaud qui divise 3 par 2

[aly-abbara-12] {a b et c}Polyploïdies, Dr Aly Abbara

[13] Fiche orphanet du syndrome triploïde

[14] (en) A. Müntzing, « The evolutionary significance of autopolyploidy », Hereditas, vol. 21,‎ 1936, p. 263-378

[15] (en) T. C. Osborn et coll, « Understanding mechanisms of novel gene expression in polyploids », Trends in Genetics, vol. 19,‎ 2003, p. 141-147

[16] Edward Osborne Wilson, La diversité de la vie, Odile Jacob, 1993, p. 98.