Ségrégation génétique: qu'est-ce que c'est, caractéristiques et exemples

Les êtres vivants adoptent deux types de stratégies vitales basales en ce qui concerne la conception de la progéniture: la reproduction asexuée et sexuée.

Dans la reproduction asexuée, une cellule ou un groupe de cellules d'un organisme parental donne naissance à un autre individu fonctionnel, génétiquement égal à son père ou à sa mère. Ceci est réalisé par la bipartition, le bourgeonnement, la polyembryonie, la parthénogenèse et d'autres processus complexes.

D'autre part, dans la reproduction sexuée, il existe des individus de deux genres au sein d'une espèce: les mâles et les femelles. Les deux produisent des gamètes avec la moitié de l'information génétique du reste des cellules (ils sont haploïdes) et, une fois réunis, ils donnent naissance à un zygote qui récupère son nombre chromosomique normal (diploïdie). Ce procédé est beaucoup plus coûteux que le précédent, mais il présente un certain nombre d'avantages qui expliquent en eux-mêmes l'évolution.

Dans la reproduction asexuée, tous les descendants sont égaux à l'organisme parental. D'autre part, dans la sexualité, chaque enfant a une constitution génétique différente, puisque la moitié de ses chromosomes sont maternels et l'autre moitié paternels. En raison du croisement, des permutations chromosomiques et d'autres processus qui ont lieu pendant la méiose, aucun fils n'est le même que son frère (à moins qu'ils ne soient jumeaux). Ensuite, nous vous disons ce que cela a à voir avec

ségrégation génétique avec tous ces termes.

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Qu'est-ce que la ségrégation génétique ?

Si vous vous êtes intéressé à la génétique à un moment de votre vie, cela vous semble familier. Gregor Mendel. Ce frère augustin, catholique et naturaliste, a formulé grâce à ses expériences avec les pois (Pisum sativum) les lois de Mendel, plus que connues, publiées entre 1865 et 1866. Malheureusement, ces documents n'ont commencé à prendre de l'importance dans la culture scientifique qu'en 1900, lorsque Mendel était déjà décédé.

Pour sa part, le terme « ségrégation génétique » fait référence à la distribution des gènes des parents aux enfants pendant la méiose, c'est-à-dire le pourquoi du génome issu de la descendance après l'union de différents parents. Pour illustrer les mécanismes de ségrégation des gènes, il sera d'une grande aide de passer brièvement en revue les trois lois de Mendel, c'est pourquoi nous avons fait une mention particulière de sa figure.

Puisque nous allons nous immerger dans l'univers de Mendel, nous devons poser quelques bases. En premier lieu, il convient de noter que nous allons nous concentrer sur les êtres diploïdes, c'est-à-dire les animaux et les plantes qui présentent dans leur noyau deux ensembles de chromosomes homologues de chaque type (2n). Si l'être humain possède 46 chromosomes dans chaque cellule, 23 proviennent de la mère et 23 du père.

Au sein de chaque chromosome, il existe une série de séquences d'ADN ordonnées qui contiennent les informations nécessaires à la synthèse de protéines ou d'ARN: les gènes. D'autre part, chaque gène peut avoir différentes "formes" qui dépendent de la séquence nucléotidique, qui sont appelées allèles. Puisque nous avons deux chromosomes de chaque type dans nos noyaux cellulaires, nous prétendons que nous avons également deux allèles pour chaque gène.

Un allèle spécifique, selon la génétique mendélienne typique, peut être dominant (A) ou récessif (a). Les allèles dominants sont ceux qui s'expriment indépendamment de leur partenaire (AA ou Aa), tandis que les allèles récessifs nécessitent que les deux allèles soient identiques pour le même gène (aa). Pour un gène donné, un individu peut être homozygote dominant (AA), homozygote récessif (aa) ou hétérozygote (Aa). Dans ce dernier cas, le trait dominant (A) est exprimé et l'autre est masqué (a).

Avec ces idées en tête, nous ne pouvons que préciser que le génotype est l'ensemble des informations génétiques sous forme d'ADN porté par un être vivant spécifique, tandis que le phénotype est la partie de ce génome qui est exprimée au niveau visible.

À ce stade, il convient de souligner que le phénotype est un produit de l'environnement et des gènes, de sorte que le génome n'explique pas toujours complètement les traits externes. Voyons maintenant les lois de Mendel.

Phénotype: génotype + environnement

1. Principe d'uniformité (1ère génération)

Prenons un exemple fictif qui s'écarte un peu des graines de pois mendéliennes typiques. Imaginez avec nous, un instant, qu'une espèce d'oiseau possède dans son génome le gène COL1, qui code la coloration des plumes.

À son tour, ce gène a deux variantes: COL1A et COL1a. Le premier allèle (A) est dominant et se manifeste au niveau du phénotype avec une teinte rouge, tandis que le second (a) est récessif et se manifeste par une couleur jaune.

Selon le principe d'uniformité, si deux parents homozygotes se réunissent (l'un a les deux allèles AA et l'autre les deux allèles aa), tous les enfants seront hétérozygotes (Aa) pour ce gène, sans exception. Ainsi, l'un des parents sera rouge (AA), l'autre sera jaune (aa) et toute la progéniture sera également rouge (Aa), puisque le trait rouge se superpose au jaune.

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2. Principe de ségrégation (deuxième génération)

Voyons maintenant ce qui se passe si cette génération rouge (Aa) se reproduit parmi elle. Nous appliquons d'abord la formule puis nous expliquons le résultat :

Aa x Aa = AA, ¼ Aa, ¼ Aa, ¼ aa

Sur la base de ces valeurs, si deux hétérozygotes se croisent pour un gène donné, 1 chiot sur 4 sera homozygote dominant, 2 sur 4 seront hétérozygotes et 1 sur 4 sera homozygote récessif.

Si nous reprenons notre exemple, nous verrons que trois enfants rouges sur quatre sont issus de deux parents rouges appariés également (les Aa et AA), mais l'un d'eux récupère le phénotype jaune (aa), qui était masqué à la génération précédent.

Ainsi, la fréquence du trait rouge est distribuée dans la population selon un rapport de 3: 1. Avec cette inférence statistique très basique, on montre que les allèles parentaux sont sécrétés lors de la production de gamètes par division cellulaire méiotique.

3. Principe de transmission indépendant (3ème génération)

Pour voir comment les allèles sont distribués si nous croisons parmi eux des membres de la troisième génération, nous aurions besoin d'un table avec un total de 16 espaces, puisque chaque variante (AA, Aa, Aa et aa) peut être reproduite avec n'importe laquelle des autres (4x4: 16).

Nous n'allons pas nous concentrer sur ces résultats, puisqu'il nous est apparu clairement à partir de l'exemple précédent que le trait rouge dominant est celui qui prévaudra dans la couleur des plumes de nos oiseaux.

Dans tous les cas, nous sommes intéressés à sauver une idée du principe de la transmission indépendante: différents traits codés par différents gènes sont hérités indépendammentEn d'autres termes, le modèle d'héritage du trait "couleur de la plume" que nous vous avons montré n'a pas à affecter le caractère "taille du bec". Cela ne s'applique qu'aux gènes qui se trouvent sur des chromosomes différents ou à des distances considérables au sein du même chromosome.

Les limites des postulats de ségrégation génétique

Bien que ces lois aient jeté les bases de ce que nous appelons maintenant l'héritage génétique (et par conséquent, la génétique moléculaire et tous les aspects de la discipline), il faut reconnaître qu'ils sont un peu en deçà après l'obtention de certains connaissances.

Par exemple, Ces applications ne prennent pas en compte l'effet de l'environnement sur le phénotype (aspect extérieur du spécimen) et le génotype (son génome). Si par l'action des rayons du soleil les plumes de nos oiseaux se fanent (quelque chose sans aucune juste par exemple), il est possible que le phénotype des oiseaux rouges devienne orange, pas Rouge. Bien qu'il s'agisse de spécimens avec des allèles AA ou Aa pour le gène COL1, l'environnement modifie l'extérieur et le visible.

Il est également possible que la couleur des plumes soit codée par l'interaction entre plusieurs gènes, tels que COL1, COL2, COL3 et COL4. Imaginez, de plus, que l'un d'eux ait une plus grande prédominance sur les autres et soit plus décisif pour le phénotype final. Ici, 8 allèles différents et des problèmes génétiques très complexes entrent en jeu qui ne peuvent pas être expliqués uniquement avec les lois de Mendel, il serait donc temps d'entrer dans les domaines de la génétique quantitative.

Comme dernière précision, nous tenons à préciser que tous les exemples cités ici sont fictifs, puisque nous n'avons pas savoir s'il existe vraiment un gène COL1 qui code une tonalité ou une autre chez une espèce d'oiseau dans le nature. L'être humain a environ 25 000 gènes dans son génomeImaginez donc devoir affirmer ou nier l'existence de phénotypes et de génotypes chez de nombreuses autres espèces sauvages qui n'ont même pas été séquencées.

Ce que nous voulons préciser, c'est qu'avec ces lois de ségrégation génétique que nous vous avons montrées à travers des exemples, il s'explique la séparation des allèles lors de la production de gamètes par division cellulaire méiotique dans les événements reproducteur. Bien que de nombreux traits ne soient pas régis par ces mécanismes, ils constituent toujours un bon point de départ pour commencer l'étude des gènes, que ce soit au niveau éducatif ou professionnel.