revisions drosophiles

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MEIOSE et RECOMBINAISON
GENETIQUE
BRASSAGES INTER ET INTRA
CHROMOSOMIQUES
MISE EN EVIDENCE CHEZ LA DROSOPHILE
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LE MATERIEL GENETIQUE DE LA DROSOPHILE
• Le caryotype
Locus = emplacement d’un gène sur un chromosome
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La transmission des gènes chez les
organismes diploïdes ( 2n )
1) La transmission d’un seul caractère
(animaux présentant une seule différence ):
c’est le monohybridisme
ex:couleur du poil chez la souris ( souris sauvages:
grises, souris mutantes : blanches )
2) La transmission de deux caractères :
c’est le dihybridisme
ex: chez les drosophiles (longueur des ailes ,couleur
des yeux, couleur du corps etc…)
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LES DIFFERENTS CROISEMENTS
1° CAS :
Le brassage interchromosomique:
les gènes ne sont pas liés
(càd portés par des paires de chromosomes différents)
2° CAS :
Le brassage intrachromosomique:
les gènes sont liés
( càd portés par la même paire de chromosomes )
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Rappel des définitions
Lignée pure : être de lignée pure pour un caractère signifie que les
deux chromosomes homologues possèdent au même locus les deux
mêmes allèles pour le gène considéré.
Homozygote : individu qui possède deux allèles identiques d’un même gène.
Hétérozygote : individu qui possède deux allèles différents pour le même gène.
Phénotype : ensemble des caractères morphologiques et physiologiques visibles
d’un individu .Ces caractères peuvent s’exprimer à différentes
échelles ( organisme,cellulaire, moléculaire).
Zygote :
c’est l’œuf qui résulte de la fécondation de l’ovule par le
spermatozoïde
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Pour information:
7
Comment se réalise la transmission simultanée de deux
caractères héréditaires?
Chez les organismes diploïdes, la méiose donne des gamètes non
rangés,non classés, qui ne permettent pas de déduire directement
comment s’effectue la transmission chromosomique des caractères.
Les croisements test ou test-cross consistent à croiser un individu
dont on veut tester l’hétérozygotie avec un autre individu porteur des
caractères récessifs.
Les allèles récessifs ne s’exprimeront pas dans la descendance et donc
les phénotypes des individus nés du test-cross seront déterminés
par les génotypes des gamètes de l’individu à tester.
Les croisements test permettent de déduire le génotype des gamètes
issus de la méiose et donc son déroulement.
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ETUDE DU PREMIER CAS:
LA TRANSMISSION DES GENES NON LIES
CHOIX DU COUPLE DE DROSOPHILES:
On croise deux races pures de drosophiles (mouche du vinaigre ).
Les croisements sont réalisés entre des drosophiles homozygotes
pour les deux gènes étudiés.
Exemple :
-l’un des parents est de type sauvage (ailes longues, corps
gris)
-L’autre parent est de type muté (ailes vestigiales, corps
ebony)
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Croisement de drosophiles présentant deux
« différences » héréditaires
Choix du premier gène :
longueur des ailes
le couple d’allèles
étudié est donc:
1° allèle : longues
2° allèle : vestigiales
Choix du second gène :
couleur du corps
le couple d’allèles
étudié est donc
1° allèle : gris
2° allèle : ebony (noir)
RAPPEL: Allèles = différentes formes possibles d’un gène occupant la même
position (locus) sur des chromosomes homologues.
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écriture conventionnelle
• Phénotype :c’est entre crochets [ ]
• Génotype : c’est entre parenthèses ( )
• Caractère dominant : première lettre du caractère
mise en majuscule, ex: L , G .
Il s’exprime dans le phénotype quand il est présent en
une seule version.
• Caractère récessif : première lettre du caractère
mise en minuscule, ex : vg , e .
Il s’exprime dans le phénotype quand il est présent en
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deux versions.
Résultat du premier croisement:
ON OBTIENT 100% DE MOUCHES
IDENTIQUES ENTRE ELLES.
Cette génération est appelée
génération F1.
Les drosophiles sont toutes de
phénotype sauvage; elles sont
hétérozygotes .
On dit que l’on a 100% d’hybrides F1
Les caractères dominants sont donc: ailes longues noté: L et corps gris noté : G
Les caractères récessifs sont alors: ailes vestigiales : vg et corps ebony: e
ECRITURE DU PHENOTYPE de cet HYBRIDE F1:
[ L, G ]
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Interprétation des résultats du premier croisement
• Dans le 1er croisement, les individus F1 sont HETEROZYGOTES
à cause de la méiose et de la fécondation. La méiose a séparé les
allèles , il y a un seul allèle pour chaque gène dans les gamètes.
La fécondation a réuni les allèles des gènes. Le caractère qui
s’exprime chez les drosophiles de la F1 résulte de l’expression
d’ 1 seul allèle, ce caractère est dit dominant. L’autre est dit
récessif.
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Quel est le génotype des hybrides
F1?
Les hybrides F1 [L,G] peuvent avoir pour
génotype :
- soit ils sont homozygotes dominants
(L // L, G // G)
- soit ils sont hétérozygotes
(L // vg, G// e)
Pour le déterminer il faut réaliser un croisement
appelé TEST- CROSS
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Second croisement: on réalise un croisement –test ou
test -cross :
C’est le croisement d’un individu HYBRIDE F1 avec
un individu HOMOZYGOTE récessif càd mutant pour les deux caractères.
Individu hybride: phénotype sauvage:
ailes longues, corps gris [ L, G ]
génotype ( ? )
Individu mutant double récessif :
ailes vestigiales , corps ebony [ vg, e]
génotype (vg//vg , e//e )
Dans la descendance
il y a ?
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Dans la descendance il y a: - deux phénotypes identiques à ceux des parents que
l’on dit de type parental
- deux nouveaux phénotypes que l’on dit de type
recombiné
• 253 drosophiles
sauvages :ailes longues
et corps gris:
soit 25%
• 248 drosophiles mutantes
aux ailes vestigiales et au
corps ebony :
soit 25%
• 251 drosophiles aux ailes
longues et au corps
ebony:
soit 25%
• 249 drosophiles aux ailes
vestigiales et au corps
gris:
soit 25%
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Représentation chromosomique
ATTENTION
Rappel important :
sur les 2 chromatides
d’un même
chromosome, les locus
sont occupés par les
mêmes allèles
Seconde convention d’écriture :première lettre de l’allèle récessif puis on
ajoute un + quand l’allèle est dominant .
Exemple : v+ = ailes longues , v = ailes vestigiales
e+ = corps gris , e = corps ebony
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échiquier du croisement –test
F’2 = croisement test = test-cross
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Quelques rappels importants
1) Un organisme diploïde
possède deux allèles
d’un gène dans toutes
ses cellules
2) Ces deux allèles sont
identiques si l’organisme
est de lignée pure (=
homozygote) différents
s’il est hétérozygote.
3) Un gamète ne renferme
qu’un seul allèle de
chaque gène
4) Un individu récessif pour
un caractère déterminé
est obligatoirement
homozygote pour ce
caractère et ne fabrique
qu’un seul type de
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gamètes
Interprétation des résultats du test-cross
OBJECTIF: définir comment les deux
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Formation des gamètes lors de la
méiose
L
G
Gamètes formés lors de la
méiose :
L,G : 25%
vg
e
vg ,e :25%
L,e : 25%
vg, G :25%
soit
4 fois 25%
càd des quantités
équiprobables
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Figure 13: F2xF2 fécondation
Voir à la fin du diaporama
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23
LA LOTERIE DE L’HEREDITE ! ! !
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25
Schématisation : représentation chromosomique du brassage interchromosomique
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BILAN DU BRASSAGE INTERCHROMOSOMIQUE
27
Lorsque les résultats du test-cross donnent quatre phénotypes
avec des proportions de
4 fois 25%
les gènes sont indépendants
c’est-à-dire portés par deux paires de chromosomes différents ;
il y a eu brassage interchromosomique soit une répartition
aléatoire et indépendante des paires de chromosomes
à l’anaphase de première division de méiose .
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ETUDE DU SECOND CAS :
LA TRANSMISSION DES GENES LIES
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Premier croisement
• On obtient 100% d’hybrides F1
de phénotype ailes longues et yeux rouges
on peut donc en déduire les caractères
dominants : ailes longues: L
yeux rouges: R
récessifs : ailes échancrées: é
yeux marrons: m
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Résultat du test-cross :
Choix du premier gène :
longueur des ailes
le couple d’allèles étudié est donc:
1° allèle:
longues
2° allèle : échancrées
Choix du second gène :
couleur des yeux
Le couple d’allèles étudié est donc:
1° allèle: rouges
2° allèle: marrons
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Résultats de ce croisement
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Caractères dominants et récessifs
deux conventions d’écriture
ancienne convention
Dominant
L
,
R
Récessif
é
,
m
nouvelle convention
é+ ,
é
,
m+
m
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Calcul des pourcentages
• 410 drosophiles aux ailes
longues et yeux rouges
soit: 39,80 %
Phénotype parental [ L,R ]
• 111 drosophiles aux ailes
échancrées et yeux rouges
soit: 10,77 %
Phénotype recombiné [ é,R ]
• 400 drosophiles aux ailes
échancrées et yeux marrons
soit: 38,83 %
Phénotype parental [ é,m ]
• 109 drosophiles aux ailes
longues et yeux marrons
soit: 10,58 %
Phénotype recombiné [ L, m ]
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Analyse des résultats
- 78,63% de phénotypes parentaux [ L,R ] et [ é,m]
- 21,35% de phénotypes recombinés [ L,m] et [ é, R]
Les résultats ne sont donc pas ceux
du premier cas ,càd 4 fois 25%
MAIS
- une majorité de phénotype « parental »
ex ici : 78,63%
- une minorité de phénotype « recombiné »
ex ici : 21,35%
35
Formation des gamètes
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Ceci ne peut s’expliquer que par
l’existence des enjambements ou crossing-over lors de la prophase 1
de la méiose
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Crossing-over: échanges de segments
de chromatides internes donc
échanges d’allèles entre
les chromosomes parentaux
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Représentation schématique
du crossing-over
Les génotypes parentaux sont BRASSES avant la fécondation
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40
UNICITE DES INDIVIDUS ! ! !
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a+ = L et a = é / b+ = R et b = m Attention, quand les gènes
sont liés , la barre de fraction est unique
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Rappel des écritures des génotypes
Gènes non liés :1 seule barre , gènes liés :2 barres séparées par une virgule.
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Interprétation chromosomique : un exemple de schématisation
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Lorsque les résultats du test-cross donnent quatre phénotypes
avec des pourcentages différent de 25%
et avec:
- majorité de phénotypes parentaux : toujours supérieur à 50%
- minorité de phénotypes recombinés : toujours inférieur à 50%
les gènes sont liés
càd portés par une seule paire et même paire de chromosomes
Il y a eu brassage intrachromosomique soit une répartition
nouvelle des allèles sur les chromosomes, à la suite d’un
crossing –over
45
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La fécondation
• Les brassages interchromosomiques et
intrachromosomiques sont enfin suivis par
la fécondation.
La rencontre aléatoire de deux gamètes
amplifie la diversité en créant des
individus génétiquement originaux .
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Résultat d’une fécondation croisant deux hybrides F1 soit F1 x F1 = F2
48
BIBLIOGRAPHIE
Les documents de ce diaporama sont tirés des
manuels scolaires suivants:
- BORDAS collection TAVERNIER
TD 1983, TD 1989
TS enseignement obligatoire 1994
- HATIER TS obligatoire 2002
- DIDIER TS obligatoire 2002
- NATHAN TS obligatoire 2002
- BELIN TS obligatoire 2002
49
Vous avez tout compris?
Alors…
50
BRAVO!!!
Vous êtes prêt pour le prochain DS
le bac blanc et LE BAC !!!
51
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