Transgénèse et structure de l`ADN.

SVT – TERMINALE S – THÈME 1 –
LA TERRE DANS L’UNIVERS, LA VIE ET L’ÉVOLUTION DU VIVANT
1A1 – LE BRASSAGE GÉNÉTIQUE ET SA CONTRIBUTION À LA DIVERSITÉ GÉNÉTIQUE
COURS 1A-1
LES BRASSAGES GÉNÉTIQUES
(SUITE)
TP 2 – A L’ORIGINE DE LA DIVERSITÉ GÉNÉTIQUE (2) :
LES BRASSAGES DE LA MÉIOSE
Qu.1 : Les gènes sont les unités d’information utilisés par la cellule
pour assembler des protéines. Les gènes correspondent à des
régions localisés (locus) des chromosomes.
Les gènes peuvent parfois présenter des modifications dans leur
séquence de nucléotides. Il s’agit d’une mutation. La nouvelle
version du gène est appelée allèle. Elle peut se fixer dans la
population de l’espèce et contribuer à la diversité génétique.
Un individu portant 2 copies identiques d’un gène est homozygote.
Avec 2 copies différentes, il est hétérozygote pour ce gène.
Les travaux pionniers de Mendel, paru en 1865
L’essor de la génétique aura lieu plus tard, après 1900, grâce aux
progrès accomplis alors (microscopie, découverte des
chromosomes, descriptions de la mitose et de la méiose)
C’est à cette époque que le
laboratoire de T.H. Morgan adopte
comme support d’étude la mouche
drosophile, Drosophila melanogaster
Thomas Hunt Morgan, Prix
Nobel
de
PhysiologieMédecine 1933, devant ses
élevages de drosophiles
Qu.2: Analysons un croisement entre 2 variétés
de mouches sur 2 générations
L = Vg+
B = Eb+
Qu.2: Analysons un croisement entre 2 variétés
de mouches sur 2 générations
Génération/ Phénotype
[Vg+ ; Eb+] [Vg+ ; Eb] [Vg ; Eb+]
Parents P1 et P2
≈ 50 % (♂)
1ère génération F1 = P1xP2
100 %
2e génération F2 = F1xP2
≈ 25 %
[Vg ; Eb]
≈ 50 % (♀)
≈ 25 %
≈ 25 %
≈ 25 %
On remarque qu’au bout de 2 générations, on fait
apparaitre des combinaisons de caractères (donc
d’allèles) qui n’existaient pas dans les lignées parentales.
On parle de phénotypes recombinés. Comment les
expliquer ?
Qu. 3 : d’abord, il faut comprendre les relations
entre les traits de chaque caractère – les allèles
On croise 2 lignées pures, porteuses de 2
caractères chacun avec 2 allèles différents
La génération F1 est une génération « hybride »
porteuses des caractères de ses 2 parents
Or, elle n’exprime dans son phénotype que les
traits de P1. Ce sont ces versions qui sont les
allèles dominants pour chacun des 2 gènes (donc
ici Vg+ et Eb+)
Qu. 4 Méiose chez P1 et P2
Comme ce sont des homozygotes pour chacun de
leurs 2 gènes, ils ne peuvent produire qu’une seule
combinaison de gènes dans leurs gamètes.
Qu. 6 : Expliquons l’apparition des
nouvelles combinaisons en F2
Si on représente une méiose (théorique) de F1, on doit obtenir 2
combinaisons dans les gamètes, soit porteurs de (Vg+;Eb+), soit
porteurs de (Vg;Eb)
Or on sait que les 2 gènes Eb et Vg sont portés par des chromosomes
différents. (n° 2 pour Vg et n°3 pour Eb)
De ce fait, puisqu’en réalité on obtient autant de Vg+ avec Eb qu’avec
Eb+, il n’existe aucune association obligatoire entre les chromosomes
appartenant à différentes paires.
Les différentes paires de chromosomes se disposent durant la
métaphase I de façon indépendante les unes des autres, et migrent
de même durant l’anaphase I .
Leur disposition et séparation indépendante génère un mélange
des allèles, le brassage interchromosomique.
Puisque la répartition
est
aléatoire
et
indépendante entre
chaque paire, les
résultats
de
ce
mélange
sont
équiprobables, d’où
les 4 combinaisons en
proportions similaires
!
Qu.9: Analysons un nouveau croisement,
impliquant le gène vestigial et un autre gène, le
gène black
Génération/ Phénotype
[Vg+ ; b+]
Parents P1 et P2
≈ 50 % (♀)
1ère génération F1 = P1xP2
100 %
2e génération F2 = F1xP2
≈ 45 %
[Vg+ ; b]
[Vg ; b+]
[Vg ; b]
≈ 50 % (♂)
≈5%
≈5%
≈ 45 %
On remarque qu’au bout de 2 générations, les
phénotypes parentaux sont majoritaires, et les
phénotypes recombinés présents, mais en nombre très
réduits. Ces résultats n’obéissent pas à la répartition
indépendante vue auparavant. Comment les expliquer ?
On nous précise que ces 2 gènes sont disposés sur le
même chromosome.
Si on représente une
méiose (théorique) de
F1, on doit obtenir 2
variétés de gamètes, soit
incluant le chromosome
(Vg+b+), soit avec le
chromosome
(Vgb).
Toute
recombinaison
semble impossible.
T.H. Morgan s’est appuyé sur des observations durant la
méiose pour proposer l’existence du crossing-over
Durant la prophase I de méiose, les chromosomes homologues
sont intimement enchevêtrés et dessinent des chiasmas. Ils
peuvent alors s’échanger des segments de leurs chromatides
respectives. C’est la théorie du crossing-over.
En appliquant cette théorie, on explique les
résultats du croisement « série 3 »
Cela prouve la validité de cette théorie. Il existe bien un remaniement
au sein même des chromosomes homologues entrainant l’apparition
de nouvelles combinaisons d’allèles. C’est le brassage intrachromosomique, source supplémentaire de diversité allélique.
II- La méiose est une source de
brassages génétiques
A- Le brassage intrachromosomique se produit
durant la prophase I
B- Le brassage interchromosomique se produit
durant la metaphase et l’anaphase I