La méiose est un processus de ségrégation des chromosomes essentiel pour la gamétogenèse chez tous les organismes qui présentent une reproduction sexuée. Ce mécanisme nécessite des connections entre chromosomes homologues et des structures intermédiaires d’ADN appelées Jonction de Holliday. Ces jonctions sont résolues principalement par complexe MutLγ (Mlh1-Mlh3). Des mutations sur les gènes impliqués en méiose s’accompagnent chez l’homme de problèmes allant de la stérilité à des réarrangements chromosomiques comme la trisomie. Mlh1-Mlh3 joue aussi un rôle dans la voie de réparation des mésappariements de l’ADN (MisMatch Repair - MMR). Notre laboratoire a révélé la première structure cristalline de la région C-terminale du complexe MutLα (Mlh1-Pms1) qui est l’endonucléase majeure de la voie MMR. Mon projet de thèse s’insère dans le cadre de l’étude des différentes fonctions des MutL eucaryotes et plus particulièrement sur le mécanisme moléculaire de MutLγ (Mlh1-Mlh3). Au cours de ma thèse, nous avons déterminé la structure cristalline du domaine C-terminale du complexe Mlh1-Mlh3 qui contient le site d’endonucléase et caractérisé 3 états du site actif. Nous avons montré le rôle de Mlh1 dans le site endonucléase. Nous avons caractérisé la spécificité de ce domaine pour les Jonctions de Holliday et proposé un modèle du site de fixation de l’ADN sur le complexe entier. Ce modèle a permis de proposer un nouveau mutant de séparation de fonction de Mlh1-Mlh3, appelé KERE, qui a été analysé par gel retard et génétique. / Meiosis is key process in sexual reproduction, where chromosomes are segregated. During this process, a parental diploid cell divides into haploid gametes. This mechanism requires connections between homologous chromosomes and intermediate DNA structures called Holliday Junctions. These junctions are mainly resolved by MutLγ (Mlh1-Mlh3) complex. Mutations of genes involved in meiosis are associated with human diseases including sterility and chromosomal rearrangements such as trisomy. Mlh1-Mlh3 plays also a role in DNA mismatch repair (MMR). Our laboratory has characterized the first crystal structure of the C-terminal region of the MutLα complex (Mlh1-Pms1) which is the major endonuclease in MMR. My thesis aims at understanding the molecular mechanism of MutLγ (Mlh1-Mlh3) mainly involved in meiosis and to compare it with Mlh1-Pms1 mainly involved in MMR.We determined the crystal structure of the C-terminal domain of the MutLγ complex which contains the endonuclease site. We characterized the structure of three different states of the active site. We showed how Mlh1 is an integral part of the Mlh3 endonuclease site. We characterized the specificity of this domain for Holliday Junctions and proposed a model of the full-length complex and its DNA binding sites. Finally, we design new separation of function allele of Mlh1-Mlh3, called KERE, which was analyzed by EMSA and genetic experiments.