examen de la génétique
Les traits exprimés par tous les organismes vivants sont contrôlés par des gènes. Ces gènes sont hérités des parents de l’organisme et contrôlent tout, des espèces à la morphologie. Les gènes sont situés sur les chromosomes, qui sont l’organisation structurelle de l’ADN présent dans les noyaux chez les eucaryotes et les nucléoles chez les procaryotes. L’étude de ces chromosomes, des gènes qu’ils contiennent et de leur hérédité, est ce que l’on appelle ensemble la génétique.,
Gregor Mendel est connu comme le père de la génétique. Dans les années 1860, un moine augustinien connu sous le nom de Mendel a passé dix ans à étudier l’héritage des traits chez les pois. En croisant des plantes avec des hauteurs et des couleurs de fleurs différentes, il a pu déterminer que de tels traits sont transmis du parent à la progéniture. Non seulement cela, mais le trait exposé résultant est une combinaison de celui exposé par les plantes mères. En tant que tel, il a pu affirmer que les traits sont hérités par deux versions d’un gène, qui interagissent pour produire un phénotype dans la progéniture. Ceci est illustré dans le tableau ci-dessous., Certaines versions du gène sont dominantes sur d’autres: par exemple, la version haute est dominante sur la version courte du gène, ce qui signifie que si la progéniture contient une version haute et une version courte d’un gène, la progéniture sera grande. La progéniture ne sera courte que si les deux versions héritées sont courtes. Ces versions sont ce que nous appelons des allèles.
Tableau 1: la progéniture produite par différentes combinaisons de plants de pois de Mendel.
Après les travaux de Mendel sur les plants de pois et l’héritage génétique, d’autres chercheurs ont déterminé que le nombre de chromosomes est fixé dans chaque espèce., Chez la plupart des eucaryotes, le nombre exposé est connu sous le nom de nombre diploïde (2n), ou deux ensembles complets de chromosomes: un hérité de chaque parent. Tous les membres d’une espèce ont généralement le même nombre chromosomique. Le tableau ci-dessous montre le nombre de chromosomes diploïdes de plusieurs espèces bien connues.
Tableau 2: Le nombre de chromosomes diploïdes de plusieurs espèces de plantes et d’animaux.,
| Species | Diploid chromosome number (2n) |
| Human | 46 |
| Cat (domestic?,= »96f2fe26fa »>48 | |
| Tomate | 24 |
| Blé | 42 |
| Chimpanzé | 48 |
Cette recherche a donné plus tard naissance à la théorie chromosomique de l’hérédité, qui stipule que des caractères affichés dans la progéniture sont héritées des parents, et sont contrôlés par des gènes présents sur les chromosomes, transmis à la progéniture de parents via des gamètes.,
la variation Génétique se produit lorsque le gène contrôlant un trait mute afin de produire une nouvelle variante ou recombine pour produire une nouvelle variante. Un exemple de ceci serait les yeux blancs chez les mouches des fruits.
Les organismes héritent de deux copies d’un gène, une de chaque parent. Ces copies sont connues sous le nom d’allèles. Il existe différents niveaux d’interaction entre ces allèles, qui déterminent quelle copie du gène sera exprimée. Les traits dominants sont exprimés sur les traits récessifs (comme l’exemple des pois de Mendel ci-dessus)., La loi de l’assortiment indépendant régit la façon dont deux traits contrastés, chacun avec leur ensemble d’allèles, sont exprimés. Parfois, deux gènes ou plus influencent un seul trait, conduisant à des degrés d’expression de ce trait, tels que la couleur du pelage chez les Labradors. Ceci est appelé dominance incomplète ou partielle. Les gènes situés sur le chromosome X sont exprimés différemment chez les descendants mâles et femelles, car la progéniture mâle n’a qu’un seul allèle pour ce trait. Les allèles codominants sont exprimés simultanément, tels que les groupes sanguins MN chez l’homme., Les groupes sanguins ABO chez l’homme sont contrôlés par de multiples allèles dans la population, dont jusqu’à quatre peuvent être transférés à la progéniture par les parents. Aussi, certains allèles sont mortelles. Il peut s’agir de mutations récessives mortelles, où une double copie de cet allèle tuera l’organisme, mais une copie récessive létale sera masquée par l’autre copie « saine”. Un allèle avec une mutation létale dominante suffit pour entraîner la mort d’un organisme. Les variables de température et d’environnement peuvent également affecter l’expression des gènes.,
cycles de vie alternés
certains organismes comme les champignons ont des cycles de vie alternés où les formes haploïdes et diploïdes se produisent naturellement dans la nature appelée alternance de générations. La structure fructifère (téléomorphe) du champignon produit des spores (Unité de reproduction asexuée adaptée à la dispersion). Cette unité est capable de fabriquer des hyphes et de former des individus haploïdes vivants libres par division cellulaire continue. Ces hyphes peuvent créer des colonies haploïdes asexuées., D’autre part, ces unités peuvent fusionner à travers un processus de caryogamie (mariage nucléaire) et former des individus vivants libres diploïdes sexuels. Certains champignons sont hétérothalliques, capables de reproduction sexuée sans nécessiter un autre partenaire. Alors que certains autres champignons sont homothalliques, nécessitant un autre individu avec un type d’accouplement différent pour se reproduire sexuellement. Ceci est représenté dans la figure ci-dessous.,
Figure 1: le cycle de vie alterné des champignons
jeux de chromosomes
au nombre d’ensembles chromosomiques complets présents dans chaque cellule d’un organisme: les cellules diploïdes contiennent deux ensembles complets. Les organismes haploïdes, quant à eux, ne contiennent qu’un seul ensemble chromosomique complet.
les jeux chromosomiques peuvent être altérés dans la méiose, et parfois dans la mitose. Dans la méiose, le nombre de chromosomes est réduit., Les jeux chromosomiques sont initialement doublés pour créer des cellules tétraploïdes (4n). Le processus de méiose, qui produit des cellules sexuelles, divise la cellule parent 4n en quatre cellules filles haploïdes (n), qui peuvent ensuite être combinées dans la reproduction sexuée pour former une progéniture diploïde. Dans la mitose, le nombre chromosomique est conservé. Les jeux chromosomiques sont initialement doublés pour créer une cellule 4n. La mitose divise ensuite la cellule mère en deux cellules filles avec des ensembles chromosomiques égaux de 2n., Dans la mitose, les cellules filles contiennent la même information génétique que la cellule mère, alors que dans la méiose, chaque cellule fille ne contient que la moitié de l’information génétique de la cellule mère, ce qui permet une recombinaison génétique chez la progéniture.
que se passerait – il si ce doublement et cette réduction des chromosomes ne se produisaient pas?
dans la méiose, si le doublement des chromosomes ne se produisait pas avant la division cellulaire, chacune des quatre cellules filles ne contiendrait qu’un quart des chromosomes de leur cellule mère – une cellule mère diploïde produirait donc quatre cellules avec seulement la moitié d’un ensemble chromosomique., Lorsque ces cellules sexuelles se combinaient pour former une progéniture, la progéniture ne serait que haploïde, et serait donc une espèce différente du parent et donc incapable de se reproduire. Dans la mitose, si le doublement des chromosomes n’a pas eu lieu avant la division cellulaire, chacune des deux cellules filles ne contiendrait qu’un seul jeu de chromosomes de leur cellule mère. Il en résulterait un individu avec des cellules de nombres chromosomiques différents, ce qui entraînerait des mutations génétiques., Si la réduction chromosomique ne se produisait pas dans la méiose, la combinaison de deux cellules pour former la progéniture entraînerait une progéniture avec le double du nombre de chromosomes de l’un ou l’autre de ses parents ou un ensemble chromosomique 4n. Cette progéniture serait alors une autre espèce. Si la réduction chromosomique ne se produisait pas dans la mitose, les cellules filles résultantes contiendraient chacune un ensemble chromosomique 4n, et seraient donc incompatibles avec le reste de l’organisme.
que se passe-t-il lorsque le nombre chromosomique n’est pas maintenu?,
les processus de mitose et de méiose sont structurés de manière à ce que le nombre de chromosomes de la progéniture reflète celui du parent. Cependant, parfois les choses vont mal, et ce n’est pas le cas. La non-disjonction se produit lorsque la caryokinèse ne se produit pas correctement: les chromosomes ne parviennent pas à se séparer en leurs chromatides sœurs, ce qui entraîne des cellules filles avec un nombre inégal de chromosomes. La monosomie se produit après la non-disjonction, dans la cellule fille contenant moins de chromosomes – cette cellule contiendra un chromosome de moins ou un chromosome où elle devrait en contenir deux., L’autre cellule fille présentera une trisomie – elle contiendra un chromosome supplémentaire ou trois chromosomes là où elle devrait en contenir deux. La polyploïdie se produit lorsqu’une cellule contient plus de deux ensembles de chromosomes haploïdes (tels que des cellules triploïdes ou tétraploïdes). L’autopolyploïdie signifie que plus de deux ensembles chromosomiques haploïdes de la même espèce sont présents; cela peut se produire à la suite d’une ségrégation incomplète dans la méiose, ou si deux spermatozoïdes fécondent le même ovule., L’allopolyploïdie se produit lorsque les cellules parentales ne sont pas de la même espèce, ce qui donne une cellule fille contenant un ensemble complet de chromosomes diploïdes de chaque cellule parente. Un exemple de ceci est une mule, qui est un croisement entre un cheval et un âne. Ces organismes sont généralement stériles. Le résultat de ces événements est l’aneuploïdie ou une cellule qui ne contient pas de nombre chromosomique diploïde. C’est la base de nombreuses maladies génétiques, comme le syndrome de Down (résultant de la trisomie), ou syndrome d’Edwards (résultant également de la trisomie).
Figure 2: l’ensemble chromosomique complet d’une femme atteinte du syndrome de Down., La trisomie survient sur le 21ème chromosome.
d’Autres anomalies chromosomiques les ensembles comprennent un changement dans la disposition de l’chromosomiques ensemble. Une délétion d’une partie d’un chromosome, chez l’homme, peut conduire à des maladies telles que le syndrome cri du chat; une répétition d’une partie d’un chromosome résultant d’un croisement inégal de matériel génétique au cours de la méiose., Les Inversions de séquences de gènes, les translocations de segments chromosomiques, peuvent entraîner le syndrome de Down familial chez l’homme; et les sites fragiles dans les chromosomes, tels que le syndrome de Martin-Bell chez l’homme, une cause fréquente de retard mental.
Quelle est la différence entre haploïde et diploïde? Qu’est-ce que cela signifie?
Un ensemble de chromosomes haploïdes se produit chez les eucaryotes lorsqu’une cellule sexuelle ou un gamète est produit. Cette cellule contient la moitié du matériel génétique, ou chromosomes, de sa cellule mère.
un ensemble de chromosomes diploïdes se produit chez la plupart des eucaryotes dans les cellules somatiques – c’est-à-dire les cellules non sexuelles., Ces cellules contiennent l’ensemble du matériel génétique, ou chromosomes, de l’organisme, ou le double de l’ensemble des chromosomes haploïdes. Ainsi, l’ensemble des gènes d’un organisme est situé dans chaque cellule de cet organisme.
la représentation de l’ensemble chromosomique diploïde d’un organisme est connue sous le nom de caryotype. Le caryotype est organisé par l’ordre de la taille des chromosomes et de l’emplacement du centromère.
Figure 3: caryotype d’un mâle humain, montrant un nombre de chromosomes diploïdes de 46.,
enveloppant haploïde vs diploïde
Les cellules et organismes diploïdes et haploïdes se trouvent dans la nature. Les différences entre haploïde et diploïde ensembles sont dans le nombre de chromosomes présents, et dans les types de cellules dans lesquelles ils se produisent. Les cellules haploïdes contiennent la moitié du nombre de chromosomes des cellules diploïdes et sont principalement des cellules germinales, tandis que les cellules diploïdes sont des cellules somatiques. Certains organismes ont un cycle de vie haploïde et diploïde, comme les algues., Les cellules diploïdes se reproduisent par mitose, créant des cellules filles identiques aux cellules parentes et les unes aux autres. Les haploïdes, quant à eux, se reproduisent par méiose en produisant des progénitures ou des cellules différentes des autres parents mais contenant un peu de chaque parent et chaque cellule différente de l’autre.
Source D’Image en vedette
mettons tout en pratique. Essayez cette question de pratique en biologie:
vous cherchez plus de pratique en biologie?
consultez nos autres articles sur la biologie.
Vous pouvez également trouver des milliers de questions pratiques sur Albert.io Albert.,io vous permet de personnaliser votre expérience d’apprentissage pour cibler la pratique où vous avez le plus besoin d’aide. Nous vous donnerons des questions pratiques stimulantes pour vous aider à atteindre la maîtrise de la biologie.
Commencer à pratiquer ici.
êtes-vous un enseignant ou un administrateur intéressé à améliorer les résultats des étudiants en biologie?
En savoir plus sur nos licences scolaires ici.