bestcours Bilan unité 2

Chapitre 1 Nature et mécanisme de l’expression du matériel génétique – Transfert
de l’information génétique au cours de la reproduction sexuée. Pr. ELFIOUT Abderrahmane
L’informationgénétique estl’ensembledesinformationsquicontrôlentles
caractèresgénétiquesdel’individu,l’ADNestconsidérélesupportchimiquede
l’informationgénétique.Lamoléculedel’ADNestunedoublehélice(doublebrin)
chaquebrinestunpolymèredesnucléotides,chaquenucléotideestcomposéd’un
désoxyriboseplusunacidephosphoriqueetunebaseazotée:Thymine(T),
Cytosine(C),Guanine(G)ouAdénine(A).
L’ADNestsituéaunoyau,liéàdesprotéinesspécifiquesditesHistones.L’ADN
entoure8histonespourformerunnucléosome,cesdernierssecondensentet
formentlafibrenucléairequisecondenseetformelechromosome.
Lamitoseestunphénomènebiologiquepermetlaformationdedeuxcellulesfillesdepuisunecellulemère,lescellulesfillesserontidentiques
aveclacellulemèreauniveaudel’informationgénétique,onréservedoncl’informationgénétique.Lamitosepassepar4phases:
 Prophase:débutdelacondensationdeschromosomesetlaformationdufuseaumitotiqueentrelesdeuxcentrosomespourunecellule
animale,etentrelescallotspolairespourunecellulevégétale,avecladégénérationdelamembranenucléaireetdunucléole.
 Métaphase:leschromosomesatteignentleurcondensationmaximaleetseregroupentaucentredelacelluleformantlaplaque
équatoriale(ouplaquemétaphasique).Durantcettephase,leschromosomessonttrèsclairsetobservablesetchacunestformédedeux
chromatides.
 Anaphase:lesfibresmitotiquesecontractentprovoquantainsilafissiondeschromosomesdepuislecentromèreendeuxchromatides,
chaquegroupedeschromatidesmigreversundespôlesdelacellule.
 Télophase:leschromosomessedécondensentetlamembranenucléaireetlenucléoleseformentànouveau,puis,lamembrane
cytoplasmiquesedivise(cytodiérèsepourunecelluleanimale,etlaformationdenouveaumembranepourunecellulevégétale).
Télophase Anaphase Métaphase Prophase
Lamitoseestuneétapeducyclecellulaire,elleestprécédéeparuneautreétape
pluslonguediteinterphasedanslaquellel’ADNsedupliqueetchaquechromosome
devientformerdedeuxchromatides.L’Interphasepassepar3phases:G1oùla
quantitéd’ADNestq,phaseSdanslaquellelesfourchesderéplicationapparaissent
indiquantlaréplicationdel’ADN,phaseG2laréplicationtermineetlaquantité
d’ADNprendlavaleur2q.L’ADNserépliqueselonlemodesemi‐conservatifoùun
nouveaubrind’ADNseformedevantchaquebrinoriginal.Laréplicationpassepar
plusieursétapesdont:
 Ouverturedeladoublehéliceàtraversladestructiondesliaisons
hydrogènes.
 UnenzymeADN–Polyméraseformeunnouveaubrindevantchaquebrin
originalenrespectantlacomplémentaritédesbasesazotées(Adevant
TetGdevantC),ladirectiondelapolymérisationesttoujoursde3’vers
Désoxyribose
Baseazotée
Liaison
hydrogène
Nucléotide
Quantité
d’ADN
Temps
Cyclecellulaire
InterphaseMitose
ADNpolymérase
Nucléotideslibres
Brinnéoformé
ADNpolyméraseBrinoriginal
Hélicase

Chapitre 2 Nature et mécanisme de l’expression du matériel génétique – Transfert
de l’information génétique au cours de la reproduction sexuée. Pr. ELFIOUT Abderrahmane
L’informationgénétiquecontrôletouslescaractèresgénétiques(héréditaires)del’individuàtraverslatraductiondesesinformations
enprotéines.Legèneestunfragmentd’ADNcontrôleuncaractèrehéréditaireàtraverslaproductiond’uneprotéine,sachantque
chaquegèneproduituneprotéinequicontrôle(ouparticipedanslecontrôle)uncaractèrehéréditaire.
Dansunpremiertemps,l’ADNesttranscritauniveaudunoyau,oùlesinformationsgénétiquessontrecopiéessuruneautremolécule
simplebrinditeARNm.Latranscriptioncommenceparl’ouverturedel’ADN,puisunenzymespécifique:ARNpolymères(ARNp)forme
unbrind’ARNmdevantlebrintranscritdel’ADN,enrespectantlesrèglesdecomplémentaritésdesbasesazotées(Testremplacépar
U).L’ARNmproduitquittelenoyauverslecytoplasmeoùilsetraduitenprotéineparlesribosomes.
Latraductioncommenceparl’étapedel’initiationoùlesdeuxunitésduribosomesefixentsurl’ARNmauniveauducodoninitialAUG
quicodepourl’acideaminéMéthionine(Met),puisl’étapedel’élongationcommenceoùleribosomecontinueàsedéplacerafindelire
plusdescodons,etàchaquecodon,ilfixeunnouveauacideaminéapproprié.Lafindelatraductionestdéclenchéelorsqueleribosome
atteintuncodonstop(codonquinecorrespondàaucunacideaminé)oùlesdeuxunitésduribosomesedétachentetlachainepeptidique
(chainedesacidesaminés)estlibérée.
Elément Définition Structureetcomposition
ADNAcidenucléiquecomposédeplusieursnucléotides,il
portel’informationgénétique.
Doublebrincomposédudésoxyribose+acidephosphorique+
desbasesazotées(A,T,C,G).
ARNmAcidenucléiquetransportl’informationdepuisl’ADN
verslecytoplasme.
Simplebrincomposéduribose,acidephosphorique+bases
azotées(A,U,C,G)
ARNp Enzymeresponsabledelapolymérisationdubrin
d’ARNmdepuislebrintranscritdel’ADN. Enzymefonctionnaire.
ARNtAcidenucléiquetransportlesacidesaminéversle
ribosome.
Possèdeunsitedefixationdesacidesaminésetunanticodon,
mêmescomposantsdel’ARNm.
Ribosome Organiteresponsabledelalecturedel’ARNmetla
formationdelachainepeptidique.
Mélangedesprotéinesetd’ARN,composéd’unegrandeunité
etunepetiteunité.
Protéine Uneouplusieurschainespeptidiquesfonctionnaires. Chaquechainepeptidiqueestcomposéedeplusieursacidesaminés.
Gène Fragmentd’ADNcodepouruneprotéinequicontrôleuncaractèrehéréditaire.
Codon Triplettenucléotidiqueauniveaudel’ARNm,chaquecodoncorrespondàunacideaminédanslecodegénétique.
Anticodon Triplettenucléotidiqueauniveaudel’ARNtcorrespondàuncodondansl’ARNm.
Mutation Toutchangementauniveaudel’ADN,traduitpardeschangementsdelasuccessiondesnucléotidesparlaperte,l’ajoute
ouleremplacementd’unnucléotide.
Caractère
A
s
p
ect chez l’individu
Protéine
Pol
y
mère des acides aminés
Gène
Fra
g
ment d’ADN
ADN ARNp
Brintranscrit
Transcription
Ribosome
ARNt
Anticodon
Codon
Chaine
peptidique
Traduction
Initiation Elongation Findelatraduction
Codonstop
Membranenucléaire
ARNp

Chapitre 3 Nature et mécanisme de l’expression du matériel génétique – Transfert
de l’information génétique au cours de la reproduction sexuée. Pr. ELFIOUT Abderrahmane
L’informationgénétiqueesttransmitd’unegénérationàl’autreàtraverslareproductionsexuéeassuréepardeuxphénomènes:laméiosequi
permetlaproductiondesgamètesetlafécondationquipermetlarencontredesgamètesetleretourdelaformulechromosomiqueinitial.
Laméioseestunphénomènebiologiquepermetl’obtentiondesgamètesaveclamoitiédeschromosomesdelacellulemère,onparledoncdela
réductiondelaformulechromosomiquede2n(diploïde:chaquechromosomepossèdesonhomologue)àn(haploïde:chaquechromosome
existeenuneseulversion).Lorsdelafécondation,lesdeuxgamètes(mâleetfemelle)seréunissentetformentunœufdiploïde(2n)quisedéveloppe
enindividudemêmeespècedesparents.
Laméiosepassepardeuxdivisionssuccessives:divisionréductionnelle(donnedeuxcelluleshaploïdesdepuisunecellulemèrediploïde),division
équationnelle(donnedeuxcelluleshaploïdesdepuischaquecellulehaploïdeproduitependantladivisionréductionnelle).
Divisionéquationnelle Divisionréductionnelle
ProphaseII:mêmesévènementsdelamitose. ProphaseI:mêmesévènementsdelamitose.
MétaphaseII:regroupementdeschromosomes(àdeuxchromatides)et
formationdelaplaqueéquatoriale.
MétaphaseI:conjugaisondeschromosomeshomologueset
formationdelaplaqueéquatoriale.
AnaphaseII:fissionducentromèreetséparationdesdeuxchromatides,
chaquegroupedeschromatidesmigreversundespôlesdelacellule.
AnaphaseI:séparationdeschromosomeshomologuesans
fissionducentromère,chaquegroupedeschromosomesentiers
migreversundespôlesdelacellule.
TélophaseII:divisiondelamembranecytoplasmiqueetformationdedeux
celluleshaploïdesdepuischaquecellulehaploïde(4cellulesentotale).
TélophaseI:divisiondelamembranecytoplasmiqueetformation
de2celluleshaploïdes.
Division réductionnelle
Télophase I Anaphase I Métaphase I Prophase I
Division équationnelle
Télophase II Anaphase II Métaphase II Prophase II
Laméioseestprécédéeparl’interphaseoùsedéroulelaréplicationdel’ADN.Aprèsla
divisionréductionnelle,laquantitéd’ADNsediminueetprendlavaleurdeqàcausedela
séparationdeschromosomeshomologuestelsquechaquecelluleprendlamoitiédes
chromosomesàdeuxchromatides,alorsqu’aprèsladivisionéquationnelle,laquantité
d’ADNdiminueàq/2àcausedelafissionducentromèreetlaséparationdesdeux
chromatidestelsquechaquecelluleprendunchromosomeàunseulchromatide.
1 2 3 4 5
q
2q
q
/2
Quantité d’ADN
1
2
3
4
5
Aucoursdelaméiose,deuxphénomènescruciauxontlieu:lebrassageinter‐chromosomique(séparationaléatoiredeschromosomeshomologues
pendantAnaphaseI)etlebrassageintra‐chromosomique(crossing‐Over:changementdesfragmentsentredeuxchromosomeshomologues).Ces
deuxphénomènespermettentlaproductiondesnouveauxgamètes,augmentantainsiladiversitégénétique.
Cellulemère
Méiose
Gamètes
Gamète
mâle
Gamète
femelle
Individudemême
espècedesparents
Fécondation
Organesreproducteursmâlesoufemelle

Chapitre 4 Nature et mécanisme de l’expression du matériel génétique – Transfert
de l’information génétique au cours de la reproduction sexuée. Pr. ELFIOUT Abderrahmane
Loisstatistiquesdelatransmissiondescaractèreshéréditaireschezlesdiploïdes:
Notion de base
Qu’est‐cequeçaveutdireunallèle?
L’allèleestundesversionsdugène,telquechaquegènepeutseprésentésousplusieursformes(version),chaqueformeest
responsabled’unevariationdumêmecaractèrehéréditaire.
Exemple:legèneresponsabledelacouleurducorpschezladrosophilepeutseprésentépardeuxallèles:allèleresponsable
surlecorpsnoiretl’allèleresponsablesurlecorpsgris.
C’estquoiunallèledominantetunallèlerécessif?
Unallèleestdominantsisaprésenceenseulversiondanslacelluledel’individupermetsonexpression,etonditqu’unallèle
estrécessifsisonexpressionnécessitelaprésencededeuxversionsdanslacellule.Siunindividuporteàlafoisl’allèle
dominantetl’allèlerécessifdumêmegène,l’allèledominantseraexprimédanssoncaractèrehéréditaire,etl’expressionde
l’allèlerécessifserainhibéeparl’allèledominant.
Qu’est‐cequeçaveutdireHomozygoteetHétérozygote?
Lescelluleshaploïdesportentdeuxversionsdechaquechromosome(chromosomeshomologues),chacuncontientplusieurs
gènes,bienquedeuxchromosomeshomologuesportentlesmêmesgènes,ilsneportentpasforcémentlesmêmesallèles.
Pourungènedonné,sil’individuportedanssesdeuxchromosomeshomologueslemêmeallèle,ilestditehomozygote(de
lignéepure),etsichaquechromosomeporteunallèledifférentdecelleportéparsonhomologue,l’individuestdite
hétérozygote(hybride).
Exemple:pourungèneBreprésentépardeuxallèlesBetb,un
individuquiportel’allèlebouBdanslesdeuxchromosomes
homologuesestHomozygote,alorscellequiportel’allèlebdans
unchromosomeetl’allèleBdanssonhomologueest
hétérozygote.
C’estquoilephénotypeetlegénotype?Etcommentlesreprésentées?
Lephénotypereprésentel’aspectexternedel’individu,c.‐à‐d.lecaractèrehéréditéquiapparaitsurl’individu.Alorsquele
génotypereprésentelesallèlesportésparunindividuàphénotypedonné.
Exemple:onconsidèreungèneRresponsabledelacouleurdespoilschezuntypedesoiseaux,legèneRestreprésentépar
deuxallèles:allèleRresponsabledelacouleurrougeetl’allèlebrécessifresponsabledelacouleurblanc.Lephénotyped’un
individuàpoilsblancestreprésentédecettemanière:[b],cetindividuesthomozygoteetportel’allèlebsurlesdeux
chromosomeshomologues,songénotypeestdonc:b//b.Alorsqu’unindividuàpoilsrouge,sontphénotypesera[R]etson
phénotypeserasoitB//b(hétérozygote)ouB//B(homozygote).
Etude des croisements
Commentdétecterletyped’hybridisme?
L’hybridismereprésentelenombredesgènes(oudesallèles)étudiésdansuncroisementdonné.Lemonohybridismec’est
l’étuded’uncoupledesallèlesdumêmegène,alorsqueledihybridismeestl’étudededeuxcouplesdesallèlesportéssur
deuxgènesdifférentsdumêmechromosomeoudeschromosomesdifférents.
Exemple:
Monohybridisme Dihybridisme
Uncroisemententreunmâlededrosophileàyeux
rougeavecunefemelleàyeuxbrunes.
Uncroisemententreunmâlededrosophileàyeuxrougeet
ailleslongueetunefemelleàyeuxbruneetaillescourtes.
Commentdétecterladominanceetlarécessivitéetlacodominance?
Danslecasdecroisementdedeuxlignéespures,lesdescendantsprendlephénotyped’undesparents,l’allèleexpriméchez
lesdescendantsestdominantalorsqueceluidel’autreparent(nonexprimé)estrécessif.Généralement,siunallèleest
expriméchezlesparentsetabsentchezlesdescendant,oul’inverse,ilestrécessif.
A A’
Allèleb
AllèleB
GèneB
Chromosomes
homologues
A A’
Allèleb
Allèleb
Homozygote Hétérozygote

Chapitre 4 Nature et mécanisme de l’expression du matériel génétique – Transfert
de l’information génétique au cours de la reproduction sexuée. Pr. ELFIOUT Abderrahmane
Exemple1:allèleexpriméchezlesparentsetabsentchez
lesdescendants.
Exemple2:allèleexpriméchezlesdescendantsetabsent
chezlesparents.
Chezuneracedessouris,lacouleurducorpsestcontrôlée
parungènereprésentépardeuxallèles:l’allèle
responsabledelacouleurnoirducorpsetl’allèle
responsabledelacouleurblanc.
Uncroisemententreunindividudelignépureàcorpsnoir
avecunindividudelignépureàcorpsblancadonnédes
descendantsdecouleurnoir.
l’allèleresponsabledelacouleurnoir(N)estdominant
surl’allèleresponsabledelacouleurblanc(b).
Chezuneracedesplantes,lacouleurdesfleursest
contrôléeparungènereprésentépardeuxallèles:l’allèle
responsabledecouleurroseetl’allèleresponsablede
couleurjaune.
Uncroisemententredeuxindividusdecouleurroseà
donnerdesdescendantsconstituéesde:
‐ 72plantesàcouleurjaune.
‐ 27plantesàcouleurrose.
l’allèleresponsabledelacouleurjaune(J)estdominant
surl’allèleresponsabledelacouleurrose(r).
Danscertainscas,lesdeuxallèlesd’ungènesontexpriméschezlemêmeindividu,cequitraduitl’apparitiond’unphénotype
intermédiaireentrecellesexprimésparlesdeuxallèles,danscecasonparledecodominance.
Exemple:uncroisemententredeuxindividusdessouris,l’unestdecouleurnoiretl’autreblanc,lesdescendantssont
constituésdessourisdecouleurgris.L’allèleresponsabledecouleurnoir(N)estencodominanceavecl’allèleresponsable
decouleurblanc(B),lephénotypedesdescendantsest[G]ou[NB]etleurgénotypeest:B//N.
CroisementsRésultats
Dominanceabsolu Codominance
Croisementdedeux
individusdelignépures
dephénotypedifférents
F1:100%desindividusdephénotypede
l’undesparents.
F1:100%desindividusdephénotype
intermédiaireentrelesphénotypesdesparents.
Croisemententreles
individusdeF1(F1XF1)
F2:75%(3/4)desindividusdephénotypedominant.
25%(1/4)desindividusdephénotyperécessif.
F2:50%(1/2)desindividusdephénotypeintermédiaire.
25%(1/4)desindividusdephénotypedechaqueparent.
Commentdétecterlegèneliéausexe?
Onditqu’ungèneestliéausexes’ilestportésurunchromosomesexuel.Leschromosomessexuelsdiffèrentselonlesexe
del’individu,généralementlemâleportedeuxchromosomessexuelsXetY(hétérogamétie),etlafemelleportedeux
chromosomesXX(homogamétie).Cependant,chezplusieurstypesdesoiseauxlafemelleesthétérogamétieetlemâleest
homogamétie.
Ilexiste3signesindiquentqu’ungèneétudiéestliéausexe:
‐ Lecroisementréciproquedonnedesrésultatsdifférentsducroisement«normal».
‐ Lescaractèressontrépartiesselonlesexe.
‐ Mêmesilesparentssontdelignéespures,lesdescendantsnesontpashomogènes.
Exemple:Croisement1:entredeuxchatsdelignéespures,unmâleàcouleurnoiretunefemelleàcouleurjaunedonnedes
descendantsconstituésdeschatsdecouleurjaune.
Croisement2(réciproque):entredeuxchatsdelignéespures,unmâleàcouleurjauneetunefemelleàcouleurnoiredonne
desdescendantsconstituésde50%chatsmâlesdecouleurnoireet50%chatsfemellesdecouleurjaune.
Legèneresponsabledelacouleurestliéausexe(portésurunchromosomesexuel).
Commentdétecterlegènelétal?
Ungènelétalestungénotypequiconduitàlamortdel’individuquiluiporteavantlanaissance.Danscecaslesrésultats
d’uncroisemententredeuxindividusdeF1(hybrides)donne:2/3desindividusdephénotypedominant(aulieude3/4)et
1/3desindividusdephénotyperécessif(aulieude1/3).Généralement,sicesrésultatsapparaissent,legènelétalestle
génotypehomozygotedominant.
Exemple:uncroisemententredeuxoiseaux,unavecunbeclong(L)etl’autreavecunbeccourt(c),donnedesdescendants
debeclong.Lecroisemententredeuxdescendantsdonne64individusàbeclonget32individusàbeccourt.
IlexisteungènelétalquiestlegénotypeL//L.