Chapitre 3 L assortiment indépendant des gènes. Des génotypes supérieurs de cultures telles que le riz ont révolutionné l agriculture.

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1 Chapitre 3 L assortiment indépendant des gènes Des génotypes supérieurs de cultures telles que le riz ont révolutionné l agriculture.

2 La variation de deux caractères Croisements monohybrides: entre 2 individus hétérozygotes pour la même paire de gènes (A/a x A/a). Croisements dihybrides: entre 2 individus hétérozygotes pour deux locus: (A/a B/b x A/a B/b) Rapport 9 : 3 : 3 : 1 Symbolisme: Chromosomes différents: A/a ; B/b Même chromosome: A B/a b ou A b/a B Inconnu: A/a B/b

3 Interprétation mathématique ¾ de ces graines rondes seront jaunes ¾ de la F2 est rond ¼ seront vertes ¼ de la F2 est ridé ¾ de ces graines ridées seront jaunes ¼ seront vertes Les proportions combinées sont calculées en multipliant les proportions situées le long des branches dans le schéma. Ces multiplications nous donnent les quatre proportions suivantes: ¾ ¾ = 9/16 ¾ ¼ = 3/16 ¼ ¾ = 3/16 ¼ ¼ = 1/16 rondes jaunes rondes vertes ridées jaunes ridées vertes Rapport de 9 : 3 : 3 : 1

4 Deuxième loi de Mendel Loi de la disjonction indépendante: Des paires de gènes différentes s assortissent indépendamment les unes des autres lors de la formation des gamètes. *On sait maintenant que cette loi n est vraie que dans certains cas. La plupart des cas d indépendance sont observés pour des gènes situés sur des chromosomes différents. La version moderne de la deuxième loi de Mendel peut donc s écrire ainsi: Les paires de gènes situés sur des paires différentes de chromosomes sont réparties indépendamment lors de la méiose.

5 Le carré de Punnett Les grilles sont utiles en génétique car leurs proportions peuvent être représentatives des rapports ou proportions génétiques considérés, ce qui permet de visualiser les données. Dans ce cas, la F2 contient différents génotypes, mais il y a seulement quatre phénotypes et leurs proportions sont dans un rapport 9 : 3 : 3 : 1

6 Utilisation des rapports génétiques Une part importante de la génétique actuelle consiste à prédire les types de descendants qui apparaîtront à la suite d un croisement et à calculer la fréquence à laquelle on les attends - en d autres termes, leur probabilité. Voici certains outils mathématiques simples qui sont d intérêt général: Pour calculer le nombre de gamètes possibles: 2 n n=nombre d hybrides Ainsi, un carré de Punnett contiendra 2 n cases par 2 n cases, donc: Pour calculer le nombre de combinaisons entre gamètes de la F1: 4 n Pour calculer le nombre de phénotypes: 2 n Pour calculer le nombre de génotypes: 3 n

7 L assortiment indépendant des chromosomes

8 La recombinaison Pour un organisme, l assortiment indépendant des gènes lors de la méiose est l une des principales façons de créer de nouvelles combinaisons d allèles, ce que l on appelle la recombinaison. Les organismes produisent de nouvelles combinaisons d allèles pour permettre la création de la variation sur laquelle repose la sélection naturelle. Chez une cellule haploïde:

9 La recombinaison En analyse génétique moderne, le test essentiel pour déterminer si deux gènes sont liés génétiquement est basé sur le concept de recombinaison. On parle de recombinaison méiotique pour tout processus méiotique donnant lieu à un produit haploïde, qui présente de nouvelles combinaisons des allèles portés par les génotypes haploïdes à l origine du méiocyte. Tout produit méiotique qui possède une nouvelle combinaison des allèles fournis par les deux génotypes d entrée est par définition un recombinant. Chez une cellule haploïde:

10 Détection des recombinants par croisement-test Chez une cellule diploïde Utilisation d un croisement-test

11 La recombinaison par assortiment indépendant Si nous observons une fréquence de recombinaison de 50% dans un tel croisement-test nous pouvons en déduire que l assortiment des deux gènes étudiés est indépendant. L interprétation la plus simple est que les deux gènes sont situés sur des paires distinctes de chromosomes ou qu ils sont suffisamment distants l un de l autre sur le même chromosome.

12 La liaison génétique Lorsque deux gènes sont situés proches l un de l autre sur le même chromosome, leur assortiment n est pas indépendant. La liaison de deux gènes sur le même chromosome est appelé liaison génétique (linkage en anglais). Rapport Mendélien modifié?

13 Le crossing-over Durant la méiose, lorsque des chromosomes homologues s apparient, ils échangent parfois des parties d eux-mêmes au cours d un processus appelé crossing-over. Les deux nouvelles combinaisons sont appelées produits de crossing-over ou produits recombinants. Les chiasmas sont les manifestations visibles des crossing-over.

14 La recombinaison par crossing-over Les crossing-over peuvent produire des recombinants. N importe quel doublet de chromatides non-soeurs peut subir un crossing-over. Une fréquence de recombinaison significativement inférieure à 50% montre que les gènes sont liés.

15 Les cartes de liaison génétique Proportionnalité entre la distance chromosomique et la fréquence de recombinaison. Les distances génétiques sont additives. Nous pouvons définir une unité génétique (u.g.) comme la distance entre deux gènes, telle qu un produit de méiose sur 100 est un recombinant. Autrement dit, une fréquence de recombinaison (FR) de 0,01 (1%) est définie comme 1 u.g. (aussi appelé centimorgan ou cm).

16 Le test du chi deux ou c 2 Test effectué pour décider soit d accepter ou de rejeter une hypothèse. Il s agit d un moyen pour quantifier les différents écarts attendus par hasard entre une valeur prédite et une valeur obtenue expérimentalement. c 2 = Somme de (O E) 2 / E O = représente le nombre observé dans une classe E = représente le nombre attendu (expected en anglais) pour la même classe Il faut par la suite utiliser un tableau montrant les valeurs de c 2 pour différents degrés de liberté (dl). Généralement, le nombre de degrés de liberté correspond au nombre de classes moins 1.

17 Application du test du chi deux ou c 2 Une plante suspectée d être hétérozygote (A/a ou A= pétales rouges et a=pétales blancs) subit un croisement test. Ainsi, en théorie nous devrions obtenir 50% de A/a (rouges) et 50% a/a (blancs). Supposons que nous obtenons 120 descendants dont 55 rouges et 65 blancs. Est-ce que cette différence entre les valeurs attendues et celles observées est compatible avec l hypothèse? Nombres observés Rouge 55 Blanc 65 Total 120 Hypothèse 1. La plante est hétérozygote (A/a) (rouge) A/a x a/a (blanc) Nombres attendus F1 1/2 A/a (rouge) 60 1/2 a/a (blanc) 60 Total 120

18 Application du test du chi deux ou c 2 Chi deux = Somme de (O E) 2 / E O = représente le nombre observé dans une classe E = représente le nombre attendu (expected en anglais) pour la même classe Pour l hypothèse 1: O E (O-E) 2 (O-E) 2 /E Rouge /60 Blanc /60 chi deux: 10/12 ou 0,83

19 Fréquences Application du test du chi deux ou c 2 On rejete l hypothèse Une convention scientifique généralement admise en sciences de la vie est qu une probabilité inférieure ou égale à 5% d observer un écart par rapport aux attentes au moins aussi important que celui observé, soit choisit comme critère de rejet. Hypothèse 1: acceptée 5%

20 La transmission polygénique De nombreux cas de variation continue présentent une origine génétique. Exemple: Degrés d intensité de la coloration de la peau dans des populations issues de différentes origines géographiques. Les gènes en interaction à l origine de la variation héréditaire continue s appellent polygènes ou locus de caractère quantitatif (QTL pour quantitative trait locus). Les polygènes ou QTL pour le même caractère sont distribués dans l ensemble du génome. Dans de nombreux cas ils sont situés sur des chromosomes différents et présentent un assortiment indépendant.

21 La transmission polygénique Supposons l existence de deux gènes dont l assortiment est indépendant: R 1 /r 1 et R 2 /r 2 où R 1 et R 2 contribuent tous deux à la couleur rouge des grains de blé. Ainsi, l autofécondation d un dihybride R 1 /r 1 ; R 2 /r 2 donne les gamètes mâles et femelles suivantes: ¼ R 1 ; R 2 : 2 doses de rouge ¼ R 1 ; r 2 : 1 doses de rouge ¼ r 1 ; R 2 : 1 doses de rouge ¼ r 1 ; r 2 : 0 doses de rouge Union des gamètes

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