Histoire de la génétique. Préparation CAPES/Agrégation interne 2011/2012

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1 Histoire de la génétique Préparation CAPES/Agrégation interne 2011/2012

2 Le contexte général La génétique est la science qui étudie la transmission des caractères (hérédité) Pour Lamarck les caractères acquis se transmettent «on transmet ce que l on est» A partir des travaux de Mendel et Weismann «on transmet ce que l on a» La compréhension des mécanismes de transmission des caractères est indissociable de la compréhension de l évolution

3 Le cadre général Les bases de la génétique moderne se mettent en place au XIXème et s accompagnent d un changement radical de la conception de l hérédité Le XX ème siècle est marqué par l essor de la biologie moléculaire permettant la manipulation des gènes De l époque de Mendel à aujourd hui la notion de gène évolue

4 Plan 1. Les travaux de Mendel et la fin de l hérédité par mélange 2. Weismann et la distinction soma/germen «On transmet ce que l on a» 3. La théorie chromosomique de l hérédité. Morgan/Sutton/Sturtevant 4. L avènement de la biologie moléculaire, la nature et la redéfinition du gène, la manipulation du génome

5 1. Les travaux de Mendel et la fin de l hérédité par mélange (enseignée en terminale spécialité) Avant les travaux de Mendel, la conception de l hérédité était : les descendants, ayant reçu une contribution génétique, de leur père et de leur mère, doivent avoir des caractères exactement intermédiaires entre ceux des parents. Concept d hérédité par mélange La conception actuelle de la génétique est : ce qui est transmis de génération en génération n est pas le caractère héréditaire lui-même mais le gène qui en est son déterminant. «On transmet ce que l on a mais pas ce que l on est» Concept d hérédité particulaire

6 Place dans les programmes de terminale S

7 Quelques traits marquants de l évolution des concepts Jusqu au XIX ème siècle Cadre conceptuel : le fixisme La grande question est : «comment le semblable engendre-t-il le semblable?» On essaye de comprendre : Comment se fait la reproduction des espèces Comment se réalise le développement La question de l hérédité (transmission des caractères ) est secondaire mais sous-jacente aux deux premières questions

8 Visions de la reproduction et hérédité Rôle prépondérant du mâle (animalculistes). Le petit est dans le spermatozoïde : hérédité paternelle (Aristote) Rôle prépondérant de la femelle (ovistes). Le petit est dans l ovule : hérédité maternelle (Gallien) Participation des 2 sexes avec plus ou moins de force : hérédité biparentale (Hippocrate) L hérédité jusqu au XIX ème est conçue comme une force

9 Visions du développement et hérédité Le préformationnisme : le nouvel individu est déjà construit dans l œuf. L embryogénèse est une affaire de croissance L épigénèse : l édification de l individu se fait au fur et à mesure à partir de structures simples

10 Confrontation des idées sur l hérédité avec les faits d observation Maupertuis 1751 étudie le polydactylisme dans une famille maltaise Il constate que la maladie se transmet par le père ou la mère

11 Les premières expérimentations Les hybridations (Koelreuter ) /Naudin( ) Hérédité par mélange Instabilité des hybrides Retour aux caractères parentaux (atavisme)

12 Travaux de Mendel ( ) Contexte : il cherche à améliorer la technique d hybridation et non à résoudre le mystère de l hérédité Il est à l origine de la conception «particulaire» de l hérédité

13 Sa technique opératoire Il choisit le petit pois (Pisum sativum) Il réalise des croisements dirigés Il compte le nombre de descendants (approche statistique)

14 Le choix du petit pois est particulièrement judicieux Les caractères sont faciles à identifier Ils sont stables Les descendants sont très féconds

15 Les résultats expérimentaux dans un exemple de monohybridisme (croisement entre 2 variétés ne différant que par un seul caractère)

16 Pourquoi les résultats de ce croisement modifient-ils la vision de l hérédité? Destruction de l idée d hérédité par mélange Les faits Les hybrides F1 présentent les caractères d un seul des 2 parents On observe pas de caractère intermédiaire entre lisse et ridé Interprétation Le caractère lisse ne s est pas mélangé avec le caractère ridé Les hybrides présentent le trait dominant Nouvelle conception d une hérédité particulaire Les faits Le caractère ridé réapparaît en F2 Interprétation Les «facteurs héréditaires» responsables du caractère ridé n ont pas disparu. Ils sont restés présents et distincts des «facteurs héréditaires» responsables du caractère lisse dans F1 Ils se sont de nouveau séparés dans F2 D ou l idée de facteurs héréditaires «incorruptibles», restant intacts

17 Croisements entres individus différant par 2 caractères (dihybridisme) Les facteurs héréditaires responsables de la forme et de la couleur ne se mélangent pas et ne sont pas liés (coup de chance!!!) Toutes les associations possibles entre les déterminants se produisent en F2 Les déterminants se séparent (disjoignent) indépendamment les uns des autres

18 Synthèse des travaux de Mendel Sur la méthodologie Validité actuelle Maîtrise du croisement (obtention de lignées pures, croisements dirigés, choix de caractères bien identifiables) Approche statistique (comptage des descendants) Répétitivité des croisements OUI Les principes de l analyse statistique sont désormais utilisés

19 Redécouverte des lois de Mendel 35 ans plus tard

20 Fin de l hérédité conçue comme une force L hérédité particulaire s affirme Johanssen crée plus tard le terme de gène pour désigner les déterminants mendeliens