Génétique des populations

Darwinisme

Evolution, sélection naturelle, la stabilité des effectifs dans la plupart des espèces végétales et animales, malgré leur grands prolificité, provient d’une élimination massive et impitoyable, cette élimination sélective (“survie du apte”) est le moteur de l’évolution.

L’évolution n’est pas individuelle mais populationnel.

Mendelisme

Le mendelisme correspond aux caractères héréditaires.

Les lois de mendel sont 3 lois concernant les principes de l’hérédité biologique :

1ère loi, la loi d’uniformité des hybrides de première génération:

Si l’on croise deux individus d’une même espèce homozygotes relativement à un caractère, tous les descendants de la première génération, qui sont appelés hybrides F1, sont identiques relativement à ce caractère, c’est-à-dire tous hétérozygotes.

Exemple : Tous les individus dits de génération F1 issus du croisement entre un plant à graines rondes et un plant à graines ridées (tous deux homozygotes pour ce caractère) sont identiques, ils ne présentent que la version ronde de la forme. Le phénotype rond est dominant et le phénotype ridé est récessif.

2ème loi, loi de disjonction des allèles

Lorsqu’on croise entre eux, deux des individus de générations F2, on obtient une génération F3 dans laquelle on trouve les deux versions de la couleur des fleurs dans des proportions bien définies : trois descendants à fleurs rouges (1 RR homozygote + 2 RW hétérozygotes) et un descendant à fleurs blanches (WW homozygote).

3ème loi, indépendance de la transmission des caractères

Cette règle ne s’applique que si les gènes responsables des caractéristiques se situent sur différents chromosomes ou s’ils sont éloignés sur le même chromosome. C’est le partage d’allèles dans des gamètes différents. En faisant abstraction du second caractère, on retrouve pour le premier caractère la distribution de la troisième génération.

Hasard

Le hasard apparait comme un acteur majeur de la trajectoir évolutive des populations et des espèces.

Définitions et outils

Echiquier de Punette

echiquier

Homozygote

Homozygote se dit d’un gène qui, chez un individu (animal ou végétal), sera représenté par deux allèles identiques sur un même locus.

Hétérozygote

Un organisme est hétérozygote pour un gène quand il possède deux allèles différents de ce gène sur un même locus pour chacun de ses chromosomes homologues.

Cellule germinale

L’ensemble des cellules germinales, ou germen, d’un animal ou d’un végétal sont les cellules qui sont susceptibles de former les gamètes : spermatozoïdes et ovocytes qui proviennent des spermatogonies et ovogonies, qui par mitose donnent des ovocytes et des spermatocytes et par méiose donnent les spermatozoïdes et les ovules, ou des oosphères et des grains de pollen.

Phénotype

En génétique, le phénotype est l’ensemble des caractères observables d’un individu.

Génotype

Le génotype est un type scientifique : c’est l’ensemble ou une partie donnée de l’information génétique d’un individu. Le génotype d’un individu est donc la composition allélique de tous les gènes de cet individu.

Diploïde

Une cellule biologique est diploïde lorsque les chromosomes qu’elle contient sont présents par paires.

Ploïdie

La ploïdie est le nombre d’exemplaires, dans une cellule donnée ou dans les cellules d’un organisme, de jeux complets des chromosomes du génome de ce type d’organisme.

Méïose

La méiose, est un processus de double division cellulaire qui prend place dans les cellules de la lignée germinale pour former les gamètes.

Mitose

La mitose, désigne les événements chromosomiques de la division cellulaire des eucaryotes. Il s’agit d’une duplication non sexuée/asexuée (contrairement à la méiose). C’est la division d’une cellule mère en deux cellules filles strictement identiques génétiquement.

Cellules somatiques

L’ensemble des cellules somatiques, appelé soma, sont toutes les cellules formant le corps d’un organisme multicellulaire, c’est-à-dire toutes les cellules n’appartenant pas à la lignée germinale, telles que les gamètes, ou les cellules germinales. Ces dernières constituent le germen.

Les cellules somatiques constituent généralement l’immense majorité des cellules constituant un individu.

Domaines

• Eucaryotes (insectes, plantes, animaux, etc…)
• Bactéries
• Archées (Archaebacteria ou Archaea) microorganismes unicellulaires procaryotes, c’est-à-dire des êtres vivants constitués d’une cellule unique qui ne comprend ni noyau ni organites, à l’instar des bactéries.

Diversité génétique

Les différences génétiques entre individus, autrement dut le polymorphisme génétique des populations, sont conçus comme un patrimoine, un capital adaptatif, un gage de survie de l’espèce aux variations de l’environnement selon le principe darwinien de la “survie du plus apte”.

• Mutation de perte de fonction
• Mutation de gain de fonction

Sur le plan phénotypique une mutation peut se montrer dominante ou récessive vis à vis de l’effet de l’allèle sauvage et des conditions de l’hétérozygote.

Marqueurs polymorphes de l’ADN

• Indels : insertion / deletion
• SNP : single nucleotide polymorphism
• RFLP : Restriction Fragment Length Polymorphism
• STR : Short Tandem Repeats

Polymorphisme chromosomique

Des mutations peuvent affecter le nombre ou la structure des chromosomes.

A l’échelle de l’individu (mendelisme) ces mutations sont souvent associées comme des pathologies et sont souvent éliminées par la sélection.

A l’échelle de l’évolution elles jouent un rôle important en replaçant les uns par rapport aux autre des blocs de gènes affectant le développement.

Ces mutations sont souvent pathologique et léthales car elles perturbent profondément le déroulement du programme génétique. Toutefois, leur role à peut-être été essentiel lors de certaines étapes de l’évolution (macro-évolutions)

Du génotype au phénotype

La diversité d’individus d’une même espèce ou population, peut résulter de leur diversité génétique mais aussi de la diversité des milieux au sein desquels ils se sont construits.

Génétiquement programmé n’a de sens qu’en fonction du milieu au sein duquel s’exprime le programme génétique, Exemples :

• La phénylcétonurie (maladie génétique récessive) et milieu carencé en phénylalaline;
• La nervation de l’aile de la drosophile soumis à un choque thermique de 37°C;
• La taille des Achillea en fonction de l’altitude.

Tout discours sur le fondement génétique des surdoués, de la réussite, ou de l’échec, du génie musical ou de quelque autre don, sont des preuves d’une ignorance profonde de ce qu’est la relation gène-environnement dans la réalisation des caractères et la variations de leurs phénotypes, ou pire, une volonté de l’ignorer.