(D’après Biologie de Campbell,3e édition, p246)
« Qui fait un œuf, fait du neuf ! »
André Langaney, généticien français.
Rafraîchissez-vous la mémoire !
Ce cours doit vous permettre de comprendre comment la reproduction sexuée forme des génomes uniques tout en contribuant à la diversification du vivant.
Plan du cours :
Travaux pratiques
Le brassage des génomes lors de la reproduction sexuée des eucaryotes
La fécondation entre gamètes haploïdes rassemble, dans une même cellule diploïde, deux génomes d’origine indépendante apportant chacun un lot d’allèles.
Chaque paire d’allèles résultant est constituée soit de deux allèles identiques et on parle d’homozygote, soit de deux allèles différents et on parle d’hétérozygote.
En fin de méiose, chaque cellule produite reçoit un seul des deux allèles de chaque paire avec une probabilité équivalente.
C’est la loi de ségrégation des allèles découverte par un moine autrichien, tout seul dans son monastère, Gregor Mendel.
Ses résultats confirment les prédictions de Charles Darwin sur l’existence d’un support physique de l’hérédité, les chromosomes, qui seront découverts un peu plus tard.
Pour deux paires d’allèles, quatre combinaisons d’allèles sont possibles, et si elles sont équiprobables (soit 4×25%), on en déduira que les gènes sont portés par des chromosomes différents et on parlera de brassage interchromosomique.
Si les 4 combinaisons ne sont pas équiprobables (environ 2×45% et 2×5%), on en déduira que les gènes sont portés par le même chromosome et qu’il y a eu un brassage intrachromosomique au cours de la méiose, par échange de bouts de chromatides.
Ces échanges sont qualifiés de Crossing-over.
Plus le nombre de gènes à l’état hétérozygote est grand chez les parents plus le nombre de combinaisons génétiques possibles dans les gamètes.
Autrement dit, la diversité génétique des gamètes est infinie, ce qui explique que chaque individu soit unique en son genre.
Extrait d’un sujet de bac
Les accidents génétiques lors de la méiose
Des anomalies peuvent survenir au cours de la méiose:
- soit des crossing-over inégaux peuvent se faire
- soit des non-disjonction de chromosomes en méiose 1
- soit des non-disjonction de chromatides lors de la méiose 2
Les non-disjonctions conduisent à des chromosomes surnuméraires (trisomie) ou à des chromosomes manquant (monosomie).
Souvent, ces formules chromosomiques sont létales: c’est l’origine des fausses couches.
Les crossing-over inégaux sont probablement à l’origine des familles multigéniques.
L’enchainement des évènements suivant conduit à une famille multigénique:
- duplication de gène pro crossing-over inégal
- transposition de gènes : déplacement d’un chromosome sur un autre chromosome (découverte de Barbara McClintock)
- mutations naturelles lors de la réplication
Ces phénomènes ont joué un rôle essentiel dans l’évolution des populations et des espèces.
Transition:
Dans le cas de l’espèce humaine, l’identification des allèles portés par un individu s’appuie d’abord sur une étude au sein de la famille, en appliquant les principes de transmission héréditaire des caractères.
Comprendre les résultats de la reproduction sexuée: les principes de base de la génétique
Rappel d’un TP déjà fait
Petit rappel:
L’exploitation d’arbres généalogiques:
L’analyse génétique peut se fonder sur l’étude de la transmission héréditaire des caractères observables (phénotype) à l’aide d’arbre généalogiques.
L’électrophorèse, une technique pour diagnostiquer les maladies monogéniques.
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Le développement des techniques de séquençage de l’ADN et les progrès de la bio-informatique donnent directement accès au génotype de chaque individu comme à ceux de ces ascendants et descendants.
Test ADN : https://genealogie-genetique.com/comment-recevoir-un-test-adn-en-france/
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Transition:
L’utilisation de bases de données informatisées permet d’identifier des associations entre certains gènes mutés et certains phénotypes.
La conservation des génomes: stabilité génétique et évolution clonale
https://www.techno-science.net/actualite/vitesse-mutation-adn-humain-N9255.html
L’article publié dans Nature Genetics :Conrad_et_al_2011_Nature_Genetics
En enseignement de spécialité de la classe de première, nous avons appris que la succession de mitoses produit un clone, c’est-à-dire un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques, aux mutations près.
Ces clones sont constitués de cellules séparées comme c’est le cas des nombreuses bactéries ou de nos cellules sanguines, ou associées de façon stable comme nos tissus solides.
En l’absence d’échanges génétiques avec l’extérieur, la diversité génétique dans un clone résulte de l’accumulation de mutations successives dans les différentes cellules.
Tout accident génétique irréversible, perte d’un gène ou mutation affectant son taux d’expression, devient pérenne pour toute la lignée qui dérive du mutant.
Conclusion
Les êtres vivants sont des exemplaires uniques, résultats des brassages des allèles qui se produisent lors de la méiose et de la fécondation.
Bien sûr, il faut qu’il existe des allèles! Ceux-ci sont le résultat de mutations survenues lors de la réplication des cellules.
Ces mutations devaient entrainer un avantage sélectif pour l’individu.
Du coup, elle se sont données de génération en génération.
La reproduction sexuée en est le mécanisme, parce qu’ils le plus représenté chez les plantes et les animaux, cela signifie que celui-ci confère bien des avantages évolutifs.
En effet, la diversité allélique permet dans une population de survivre à un brusque changement d’environnement par la sélection d’individus naturellement résistants au changement apparu, parce qu’il existe une infinie variété de combinaisons alléliques.
C’est malheureusement ce que nous avons vécu avec le Covid-19: un changement brusque de notre environnement avec l’apparition d’un virus inconnu. Certains meurent, d’autres sont asymptomatiques. La différence? La composition allélique différente des deux génomes.
Ainsi, la reproduction sexuée garantit l’émergence de nouveaux génomes chez les êtres vivants, en tolérant des erreurs qui peuvent devenir des innovations au sein d’espèces vivantes, de plus en plus complexes à l’échelle des temps géologiques.
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