mendel et les debuts de la genetique

MENDEL ET LES DEBUTS DE LA GENETIQUE
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Romain (45 lignes)
Yoann (48 lignes)
DIAPOSITIVE N°1/TITRE
La génétique est la science qui étudie l'hérédité et les gènes, c'est-à-dire la transmission d'une
génération à une autre de différentes caractéristiques physiques appelées des "caractères". Au vu de
ce que l'on sait faire actuellement (dépister et guérir des maladies génétiques par exemple) ou pourrait
penser que c'est une science assez ancienne, pourtant elle est assez récente car elle est née au 19e
siècle suite aux travaux d'un moine autrichien, Gregor Mendel.
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Problématique : Comment a-t-il mis en place les fondements de la génétique moderne?
I) Qui est Mendel :
1.1 Sa vie : CLIC
- Johan Gregor Mendel est né le 22 Juillet 1822 à Heinzendorf en Autriche dans une famille de
paysans.
Doué pour les études, il est repéré par le curé de son village qui l'envoie faire des études loin de chez
lui dans une institution religieuse ou il étudie la philosophie mais aussi la botanique.
En 1843 il est ordonné prêtre mais rechigne aux tâches pastorales. En effet il préfère consacrer son
temps libre à l'étude des sciences naturelles, profitant de la bibliothèque et du jardin botanique que lui
offre le monastère.
- En 1851 il part à Viennes étudier la physique, la botanique et la physiologie végétale à l'institut de
physique de Christian Doppler, un célèbre physicien autrichien. Il s'intéresse alors particulièrement aux
théories de Franz Unger, professeur de physiologie végétale sur l'apparition de nouveaux caractères
chez les végétaux au cours des générations successives.
- Une fois de retour au monastère, Mendel installe un jardin expérimental dans la cour et dans la serre,
puis il met sur pied un plan d’expériences visant à expliquer les lois de l’origine et de la formation des
hybrides. Il choisi le pois comme support.
- Il expose et publie les résultats de ces études en 1865 dans un article intitulé : Recherches sur des
hybrides végétaux. Après dix années de travaux minutieux, Mendel pose ici les bases théoriques de la
génétique et de l’hérédité moderne.
- En 1868, Mendel est élu supérieur de son couvent. Obligé de consacrer beaucoup de son temps aux
devoirs de sa charge, il abandonne ses recherches très poussées sur l’hybridation des végétaux et il
s’investit alors dans d’autres domaines plus compatibles avec ses obligations, notamment la
météorologie qui sera le domaine qu’il aura le plus longtemps étudié, il sera d'ailleurs plus connu par
ses contemporains pour son apport à cette matière que pour sa contribution à la génétique naissante.
- En 1884 il meurt d'une insuffisance rénale.
II) Les travaux de Mendel :
2.1 Avant Mendel :
- Avant Mendel on ne sait pas grand-chose sur a propos de l'hérédité. L'idée dominante à l'époque est
celle de l'hérédité par mélange. Cette théorie dit que père et la mère contribuent à parts égales dans la
formation d'un individu : leurs caractères mélangent- on ne sait pas comment - lors de la fécondation et
le descendant se retrouve avec des caractères intermédiaires entre ceux des deux parents. Autrement
dit si on croise une fleure rouge avec une fleur blanche on obtiendra une fleur rose.
- On ne sait pas non plus grand-chose de la fécondation, on sait qu'une cellule mâle et qu'une cellule
femelle sont nécessaires mais on ignore tous les mécanismes qui conduisant à la formation d'un
embryon
- Pour finir on ignore l'existence des chromosomes et donc de l'ADN. En conséquence on ne parle pas
de gène, qui est un morceau d'ADN mais de "facteur héréditaire"
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2.2 Les pois :
Mendel choisit le pois comme support de ses expériences pour trois raisons : la première est qu'il il est
facile à cultiver car il se reproduit par autofécondation. La seconde est que son cycle de reproduction ne
dure que quelques semaines, il peut donc en obtenir un grand nombre sans attendre des années. La
dernière raison est qu'il en existe de nombreuses variétés facilement identifiables, il peut donc
facilement mettre en évidence quels caractères sont présents chez quelles variétés.
Il étudie plusieurs caractères: la forme et la couleur des graines, des gousses et des fleurs. Il travaille
sur 22 variétés différentes.
Le cycle du pois est assez simple: on part d'une graine, qui germe pour former un plant dont les fleurs
vont se transformer en gousses contenant de nouvelles graines.
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Chez variétés dites "pures" toutes les graines contenues dans une gousse auront les mêmes caractères
(ici la même couleur), ces variétés ne contiennent donc qu'un facteur héréditaire tandis CLIC que chez
les variétés dites "impures" les graines d'une même gousse auront des caractères différents, elles ont
donc plusieurs facteurs héréditaires.
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2.3 Expériences et résultats :
Dans un premier temps il sélectionne des graines de variétés pures.
Ensuite il réalise une hybridation c'est-à-dire une pollinisation croisée entre 2 variétés pures différentes.
Ici on considère seulement le caractère "couleur de la graine" pour plus de lisibilité.
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Il remarque que toutes les graines obtenues sont d'une même couleur, il fait alors une première
déduction.
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Il sème ensuite ces graines et laisse se produire l'autopollinisation, A la fin de cette étape il obtient 7324
nouvelles graines dont 75% de jaunes et 25% de rouges, il fait alors une seconde déduction.
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Explications: Appelons "J" le caractère "graine jaune" et "R" le caractère "graine rouge. Comme les 2
variétés sont pures elles ne contiennent qu'un seul facteur héréditaire. Lorsqu'on les croise on obtient
100% de jaune mais la variété formée n'est plus pure (car elle a la possibilité de former des graines
rouges et des graines jaunes), Mendel énonce donc sa première loi: "l'uniformité des hybrides de
première génération", et appelle le caractère vainqueur, celui qui s'extériorisera le caractère dominant et
l'autre le caractère récessif.
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Pour l'autopollinisation c'est plus compliqué mais il parvient tout de même à comprendre, il explique que
même si la graine contient les 2, chaque cellule reproductrice ne contient qu'un seul facteur héréditaire.
Il énonce ainsi sa seconde loi : la "loi de pureté des gamètes" (en rapport avec le fait qu'elles n'ont
qu'un seul facteur héréditaire).
Donc si on croise 2 variétés impures, en tenant compte du fait que "J" est dominant on a 4 possibilités,
¾ de faire du jaune et ¼ de faire du rouge, 75-25.
2.4 Fraude?
Il semble, et c'est aujourd'hui largement admis, qu'il ait "arrangé" ses résultats. En effet, sur la totalité de
ses expériences, ceux-ci sont d'une grande exactitude. Ils correspondent à peu de choses près à ce
que prévoit la théorie de l'hérédité ! Ses chiffres sont vraiment trop beaux pour être vrais. La probabilité
d'obtenir de tels résultats est presque nulle. En effet, les lois qui régissent l'hérédité sont des lois
statistiques. De la même manière que celles qui décrivent le lancer d'une pièce de monnaie : si vous
lancez une pièce 10 fois, vous n'obtiendrez pas forcément exactement 5 pile/5 face. Il vous faudrait le
faire environ des centaines de fois pour obtenir une probabilité de 50/50. Pour les petits pois, c'est un
peu la même chose : il aurait fallu que Mendel considère beaucoup plus de petits pois pour obtenir des
résultats aussi proches de la théorie.
III) Après Mendel :
3.1 Redécouverte des travaux de Mendel :
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Mendel termine sa vie dans l'indifférence complète de ses contemporains et l'ensemble de ses archives
est brûlé par son successeur au monastère, quelques jours à peine après sa mort.
Ce n'est qu'au début du 20e siècle, 35ans après la publication de Mendel que le Néerlandais De Vries,
l'Allemand Correns et l'Autrichien Von Tschermak redécouvrent de façon indépendante les lois de
l'hérédité chez des animaux et des végétaux, et reconnaissent en Mendel leur découvreur.
Les découvertes biologiques du 20e siècle relatives aux chromosomes, à la mitose, à la méiose et à la
fécondation confirment elles aussi les lois de Mendel et les mettent en évidence les mécanismes qui en
sont à l'origine.
3.2 Mise en relation avec les travaux de Darwin :
Si aujourd'hui il est admis que les différences entre les différentes générations sont le moteur de
l'évolution, cela n'a pas toujours été le cas.
Darwin et Mendel étaient contemporains, le naturaliste britannique avait d'ailleurs connaissance des
travaux de Mendel mais il ne leur accordait aucune attention à l'époque. Les deux théories, celle de
l'évolution et celle de la génétique on donc coexistés séparément durant plusieurs décennies, sans que
personne n'ait l'idée de faire le lien entre elles.
En définitive c'est en croisant des pois que Mendel à mis sur pied la génétique. On peut penser que le
moine avait sa théorie en tête avant de se frotter aux expérimentations dont il aurait ensuite "amélioré"
les résultats. Quoi qu'il en soit, si fraude il y a eu, cela signifie que Mendel a eu une intuition géniale
concernant les lois de l'hérédité, encore admises aujourd'hui. Il est d'ailleurs considéré comme le père
de la génétique moderne. CLIC