Analyse génétique chez les diploïdes 1. Différents cas de dominance 2. Allèles multiples 3. Pléiotropie 4. Epistasie 5. Pénétrance 6. Expressivité
Dominance Récessivité
Semi dominance : exemple chez les plantes
Phénotype de A/a Dominance Récessivité a/a Dominance a>a Dominance partielle a>a Dominance partielle ou semi-dominance Dominance partielle A>a A/A Dominance A>a Exemple de l anémie falciforme β S /β S β S /β A β A /β A Individu anémie normal normal Hématies En faucille β A dominant sur β S 20% en faucille 80% normale Dominance partielle de β A >β S normale Séparation des chaînes β de l hémoglobine β A /β S β A /β A β S/ β S Codominance de β A et β S
Dominance et récessivité sont des concepts opérationnels On se réfère toujours à un hétérozygote et è un phénotype particulier Le même allèle peut entraîner un phénotype dominant ou récessif selon le niveau d observation Par exemple pour l anémie falciforme: - la maladie est récessive - La résistance à la malaria est semidominante - La protéine étudiée en electrophorèse est codominante
1. Différents cas de dominance 2. Allèles multiples 3. pléiotropie 4. épistasie 5. pénétrance 6. Expressivité
Les allèles multiples Exemple la coloration de l oeil chez la drosophile : De l oeil rouge du type sauvage à l oeil blanc du mutant white, on a des colorations dues à des allèles différents : w + w a w e w oeil rouge oeil abricot oeil éosine oeil blanc
Relation de dominance récessivité dans une série d allèles multiples chez le pois affectant la coloration du pois.
Le classement des différents types d allèles
Comment déterminer que deux mutations correspondent à deux allèles différents d un même gène? Le test d allélisme
La complémentation Si m1 et m2 sont deux allèles de deux gènes différents Cis : + trans : + cis trans
Si m1 et m2 sont deux allèles différents du même gène Cis: + trans: Mutant cis ( ) ( ) trans ( ) ( )
Test de complémentation chez la levure Mutations dans le même gène Mutations dans 2 gènes différents Haploïde Diploïde Gal - Gal + Absence de complémentation Complémentation
2 étapes pour la synthèse des anthocyanes Gène w1 Gène w2 Précurseur 1 (si absent fleurs blanches) Précurseur 2 (si absent Fleurs blanches) Sauvage Synthèse des anthocyanes fleurs pourpres
Sauvage gène gène gène gène gène gène gène gène Complémentation absente complémentation Enzyme 1 Enzyme 2 Précurseur 1 Précurseur2 pourpre Précurseur 1 Précurseur2 pourpre Blocage
Complémentation intra génique Génotype + Protéine Phénotype Site actif actif + m1 m2 inactif inactif mutant mutant m1 m2 + m1 + m2 inactif actif pseudo sauvage Site actif inactif
Absence de complémentation entre des allèles de gènes différents Gène A mut /+ = + Gène B mut /+ = + A mut /+ B mut /+ = phénotype mutant!!!
Explication Problème possible de quantité de produit Génotype phénotype +/+ ; +/+ quantité de protéine 200 + A mut /+; +/+ quantité de protéine 150 + +/+; B mut /+ quantité de produit 150 + A mut /+; B mut /+ quantité de produit 100 mutant Comment tester? Le même résultat est attendu avec les allèles en cis et en trans
Classement des différents types d allèles: La nomenclature de Müller
Résumé de la classification de Muller mutation récessive : [a/a] mutant, [a/+] type sauvage (perte d activité) perte complète: amorphe perte partielle: hypomorphe [a/a] = [a/0] [a/a] < [a/0] (0 = absence du gène: délétion) mutation dominante : [a/+] mutant (sur-activité) plus d activité: hypermorphe [a/+] < [a/+/+] activité anormale: néomorphe [a/+] = [a/+/+] activité antagoniste: antimorphe [a/+] > [a/+/+] (+ = copie additionnelle du gène: duplication)
Perte de fonction: allèle amorphe ou nul (m) Il ne produit pas de protéine fonctionnelle + + + m m m ( m ( Phénotype : + + m Le caractère est généralement récessif sauf dans les cas d haplo-insuffisance ou la quantité de protéine + fournie par l hétérozygote ne suffit pas pour conduire au phénotype + m
Perte de fonction: hypomorphe ou allèle leaky (m) il produit une petite quantité de la protéine fonctionnelle + + + m m m ( m ( Phénotype : + + m < m Le phénotype de l homozygote m/m est plus faible que celui de m/
Allèles hypomorphe et nul au locus white white + white hypomorphe white nul
Gain de fonction (souvent dominant): hypermorphe l allèle conduit à la production d une plus grande quantité de la protéine fonctionnelle antimorphe l allèle code une protéine qui interfère avec la protéine + néomorphe l allèle code une protéine ayant une nouvelle fonction
Allèle gain de fonction hypermorphe : La coloration des yeux est plus foncée white + white hypermorphe
Mutation antimorphe au locus white white + w + /W antimorphe homozygote W antimorphe
Allèle Antp néomorphe : expression du gène dans des tissus où il est réprimé chez le +. Résultat : transformation des antennes en pattes + Antp D /+
Pléiotropie un gène affecte plusieurs caractères Caractère 1 Caractère 2 Caractère 3 Exemple phénylcétonurie: acide phényl pyruvique dans les urines, phényl alanine en excès dans le sang, retard mental, défaut de pigmentation
1. Différents cas de dominance 2. Allèles multiples 3. pléiotropie 4. épistasie 5. pénétrance 6. Expressivité
Epistasie Gène 1 Gène 2 Un gène affecte le phénotype gouverné par un autre
Exemple d épistasie Croisement oignon rouge x oignon blanc F 1 tous rouges Les F 2 sont rouge, jaune et blanc en rapport 9/3/4 Analyse: modification de la ségrégation 9:3:3:1, donc du dihybridisme Les deux dernières classes sont indifférenciables rouge = RR CC, blanc = rr cc R_ C_ = rouge rr_ C_ = jaune cc = blanc
Interpretation de l épistasie Precurseur de la couleur C gene Substance jaune R gene Substance rouge Precurseur de la couleur C gene Substance jaune X R gene Precurseur de la couleur C Xgene R gene
Les différentes possibilités d interactions entre des allèles indépendants Sans interaction : 9 AB 3 Ab 3 ab 1 ab Avec interactions et 3 phénotypes 9 : 4 : 3 ; 12 : 3 : 1 ; 9 : 6 : 1 ; 10 : 3 :3 Avec interactions et 2 phénotypes 15 : 1 ; 13 : 3 ; 9 : 7 ; 10 : 6
Ségrégation 9 :7 Exemple de la nécessité d une autre gène, régulateur pour que le gène considéré donne une protéine active a + r + (+) a + a + r + r + (m) (m)
Ségrégation 13 : 3 Exemple des gènes suppresseurs: su sans phénotype sauf celui de supprimer l effet d une mutation
Ségrégation 15 : 1 Peut correspondre à des gènes dupliqués Seul le double mutant présente un phénotype différent du type sauvage