Quelques rudiments de génétique….

Quelques rudiments
de génétique….
Introduction
On entend souvent, dans les expositions, les bourses,… des expressions
du style : Cet oiseau est porteur de telle couleur…. C’est une mutation
récessive…. C’est lié au sexe…
Ces formules font appel à une science, la génétique, dont je vous
propose ce soir quelques rudiments pour découvrir un peu, de l’intérieur,
au niveau cellulaire, ce à quoi ces notions font appel…
Et d’abord, (re)découvrons ensemble quelques définitions qui pourront
nous servir dans cette petite présentation….
Quelques définitions
• Information génétique : Chaque cellule d’un corps
vivant possède une information génétique qui permet à la
cellule, dans son environnement, ou à l’organe
composé de plusieurs cellules, toujours dans son
environnement, de travailler et d’effectuer les
taches qui lui sont assignées… Cette information
génétique est constituée d’une molécule : l’ADN
• L’ADN ou Acide DésoxyriboNucléique pour son petit nom : C’est la
molécule qui code l’information génétique sous la forme d’une séquence
constituée par quatre (cinq) bases qui vont par paire (A – T ou U) et (C –
G) et dont le séquençage et le nombre déterminent le génome. Cette
molécule d’ADN est le plus souvent condensée sous la forme d’un
chromosome….
Définitions…Suite
• Le génome : C’est l’ensemble des gènes qui codent l’information
génétique s’exprimant… Chaque gène, chez nos oiseaux, s’exprime sous la
forme, généralement, de deux allèles…. L’allèle est l’unité de la séquence
génétique. Par exemple, l’allèle de la couleur des yeux va correspondre à
une séquence ATCG…. dans un ordre et une longueur donnée.
• Chromosome : C’est la structure d’ADN présent dans la
cellule vivante et qui code l’information génétique.
Ces chromosomes, chez les êtres vivants les plus évolués
vont par paire dont le nombre est défini par l’espèce.
Chez les oiseaux, nous en avons 13 paires. (23 chez les
humains). Remarque : De l’information génétique existe aussi
en dehors des chromosomes dans certaines structures
cellulaires comme les mitochondries (organites intervenant dans la
respiration) !
Définitions…Suite
• Chromosomes autosomes ou hétérosomes : En général, les deux
chromosomes d’une même paire, codent pour le même génome avec des
allèles identiques ou différents pour le même gène. Ce sont les
chromosomes autosomes, homologues ou non sexuels. Mais, parmi les
différentes paires de chromosomes, une paire est spéciale puisque
responsable du sexe de l’individu. Ce sont les chromosomes hétérosomes
ou sexuels. Ces chromosomes, de la même paire sont différents l’un de
l’autre et ne contiennent pas la même quantité, tous les deux
d’information génétique. On les note souvent Z et W mais on peut aussi
les noter X et Y comme pour l’espèce humaine. Chez les oiseaux, la
femelle comporte deux chromosomes différents (ZW) et le mâle deux
chromosomes identiques (ZZ), ce qui est l’inverse de l’espèce humaine !
Définitions…Encore !
• Phénotype : Le phénotype, c’est l’expression du génome dans l’apparence
de l’individu. Par exemple, pour un gène dont les allèles sont A et a, si
l’individu présente l’apparence A, son phénotype sera noté [A], si
l’individu présente l’apparence a, son phénotype sera noté [a]
• Génotype : C’est l’ensemble des gènes qui, selon les allèles, vont
s’exprimer pour donner le phénotype. Dans le cas des espèces qui
possèdent des paires de chromosomes, comme nos oiseaux, ce génotype
est constitué de deux allèles pour un gène donné et ces deux allèles vont
s’exprimer différemment et donner le phénotype…. Par exemple pour un
gène dont les allèles sont A et a, on notera le génotype de l’individu (A/A)
ou (a/a) ou (A/a). Et le phénotype pourra être [A], [a], ou encore [Aa]
selon les règles de dominance, récessivité ou codominance…
Définitions… Fin
Allèle dominant et allèle récessif :
Soit, un allèle domine sur l’autre et ce sera lui qui s’exprimera dans
l’apparence de l’individu : Allèle dominant
Soit un allèle est dominé, et donc il ne s’exprimera que s’il est en
double exemplaire dans le génome. S’il est associé à l’allèle dominant, il ne
s’exprimera pas. On parle d’allèle récessif.
Il existe aussi des cas de codominance où les deux allèles vont
s’exprimer sans relation de supériorité et on aura un phénotype
intermédiaire résultant de la combinaison des deux allèles.
Par exemple pour un gène dont les allèles sont A et a, si A domine sur
a, alors l’individu qui a le génome (A/A) aura le phénotype [A], celui qui
aura le génome (A/a) aura aussi le phénotype [A] et celui qui aura le
génotype (a/a) aura le phénotype [a]. En cas de codominance, on aura le
phénotype [Aa] pour le génotype (A/a).
Tel père…tel fils !! (1)
• Au moment de la fécondation, un gamète mâle, le spermatozoïde, va
rencontrer un gamète femelle, l’ovule. Ces deux gamètes sont issus d’une
division du matériel génétique contenu dans les cellules sexuelles encore
indifférenciées de manière à contenir chacun la moitié du patrimoine
génétique de l’individu qui les produit. C’est le processus de la méiose.
Chaque paire de chromosomes homologues va se séparer de même que
les chromosomes sexuels.
Tel père…tel fils !! (2)
• Au moment de la fécondation, les deux gamètes, en fusionnant, vont
mettre en commun le matériel génétique issu des parents ce qui va
redonner le même nombre
de paires de chromosomes avec un
génome appartenant pour moitié au
père, pour moitié à la mère. Le nouvel
individu sera donc de la même espèce
que ses géniteurs avec une
information génétique provenant
directement de ses parents d’où
l’expression tel père tel fils !!
Mais…Qui fait un œuf fait du
neuf !
• De par la division du matériel
génétique lors de la méiose et d’un
autre phénomène au moment de
celle-ci, le crossing-over, qui permet
l’échange d’information entre les
chromosomes d’une même paire, et
par l’aléas issu de la fécondation
avec un gamète provenant d’un
autre individu, l’information
génétique du nouvel individu ne
sera pas rigoureusement la même que celle du père ou de la mère… Des
différences vont apparaitre entre le génome de l’enfant et celui de ses
parents… D’où l’expression tout aussi véridique que la précédente : Qui fait
un œuf fait du neuf !!
Cas particulier : Les mutations
• Remarque : On parle souvent, en tant qu’éleveurs, de mutations. Ces
mutations sont des aberrations du code génétique initial de l’espèce au
niveau de l’ADN. Et parfois, ces modifications donnent lieu à une nouvelle
couleur, une nouvelle forme, une modification du plumage… Elles sont
aussi parfois stabilisées et se retrouvent donc intégrées parfaitement dans
le chromosome. Elles se transmettent alors comme n’importe quel autre
gène dont elles deviennent un allèle.
Quelques cas concrets…
Voir figures sur papier
• La couleur bleue et la couleur verte chez les perruches ondulées….
Cas 1) Croisons un oiseau vert [V] de génotype pur, c’est-à-dire que les
deux allèles du gène sont « vert » ! Génotype (V/V) avec un oiseau bleu [b]
de génotype pur c’est-à-dire que les deux allèles du gène sont « bleu » !
Génotype (b/b). On constatera alors que tous les descendants de la
première génération sont verts : [V]. Que s’est-il passé ?
Les gamètes de l’oiseau verts sont tous V et les gamètes de l’oiseau bleu
sont tous b. Lors de la fécondation, les embryons reçoivent donc un
chromosome V et un chromosome b. Leur génotype pour la couleur est
donc (V/b). L’allèle vert étant dominant, ils ont tous la couleur verte. La
couleur bleue est dite récessive, pour qu’elle s’exprime, il faut que les deux
allèles du gène soient « bleu ».
V/V [V] x b/b [b]= 100 % V/b [V]
Cas 2) Croisons maintenant une perruche verte [V] de génotype non pur
c’est-à-dire ayant un allèle « Vert » et un allèle « bleu » (V/b), (on parlera
d’une perruche verte porteur de bleu), avec une perruche verte [V] de
génotype pur, (V/V). Que va-t-il se passer ?
Tous les descendants seront verts [V] mais avec deux génotypes différents :
En effet, le premier oiseau donnera des gamètes (V) et (b) statistiquement à
part égale. Le second ne donnera que des gamètes (V). La réunion des deux
à la fécondation donne donc ce qui est à 50 % statistiquement : (V/V) et 50
% (V/b).
Cas 3) Croisons maintenant deux perruches vertes [V] porteuses de bleu
: Génotype identique : (V/b). Que va-t-il se passer ?
Les gamètes de nos deux oiseaux seront V1 et b1 pour l’un et V2 et b2 pour
l’autre.
A la fécondation, on aura (V1/V2), (V1/b2), (b1/V2) et (b1/b2) à 25%
chacun, ce qui donnera 25 % [V] pur (V/V), 50 % [V] mais porteurs (V/b) et
25 % [b] (b/b)
Cas 4) Croisons maintenant deux perruches bleues [b]. Elles ne peuvent
être que pures c’es-à-dire portant deux allèles « Bleu » sur leurs
chromosomes. (b/b). Que va-t-il se passer ?
Elles ne donneront que des gamètes porteurs de l’allèle « bleu ». A la
fécondation, nous aurons donc 100 % d’oiseaux bleus [b] de génotype (b/b)
Oiseau 1 : (b1/b1) Gamètes 1 : (b1) et (b1)
Oiseau 2 : (b2/b2) Gamètes 2 : (b2) et (b2)
Les enfants sont tous (b1/b2) donc bleus !!
• Mutation ou allèle liée au sexe : Exemple de la couleur lutino chez la
perruche ondulée
Dans ce cas de figure, l’allèle responsable de la couleur jaune n’est pas porté
sur un des chromosomes parmi les 12 paires de chromosomes homologues
mais sur le chromosome sexuel noté Z.
Pourquoi est-ce différent des autres cas ? Parce que dans la paire de
chromosomes sexuels, Z et W, il y a très peu d’allèles sur W. (En gros, l’ADN
contenu sur ce chromosome ne code que pour le sexe et les caractères
sexuels secondaires.). De ce fait, en cas d’oiseau ayant la paire de
chromosomes sexuels ZW, tous les allèles présents sur Z vont pouvoir
s’exprimer même s’ils ne sont pas dominants du fait de l’absence d’un allèle
« concurrent » sur W.
Chez les oiseaux, la femelle porte deux
chromosomes sexuels différents: ZW
Le mâle porte deux chromosomes sexuels
identiques : ZZ
(C’est l’inverse chez les humains :
Homme XY et Femme XX)
Cas 5) Croisons un mâle lutino [l] avec une femelle verte [V]. Que va-t-il
se passer ?
L’allèle lutino, l, est lié au sexe, sur le chromosome Z. Pour qu’il s’exprime, il
faut, chez le mâle (Z/Z) qu’il soit porté par les deux chromosomes Z : (Zl/Zl).
La femelle, verte, dans notre cas, n’a pas l’allèle responsable de la couleur
lutino sur son chromosome Z. On dira qu’elle est « normale », de génotype
(ZN/W)
Le mâle va fournir des gamètes qui seront tous (Zl).
La femelle va fournir des gamètes qui seront pour moitié (ZN) et pour
moitié (W)
A la fécondation, on aura donc des oiseaux : (ZN/Zl) et (Zl/W) soit 50 % de
mâles verts porteurs lutino [V] (ZN/Zl) et 50 % de femelles lutino [l] (Zl/W).
Vous remarquez que dans un allèle lié au sexe, la femelle ne peut jamais
être porteuse sans que le gène ne s’exprime ! Autrement dit, un oiseau vert
porteur de lutino ne peut être qu’un mâle !!
Cas 6) Croisons maintenant un mâle vert [V] non porteur (V/V et ZN/ZN)
avec une femelle lutino [l], (Zl/W). Que va-t-il se passer ?
Le mâle va nous donner des gamètes (ZN) et la femelle, des gamètes pour
moitié (Zl) et pour moitié (W).
A la fécondation, on aura donc des oiseaux : (ZN/Zl) et (ZN/W) à part égale
statistiquement. C’est-à-dire que l’on aura 50 % de mâles verts mais porteurs
[V] (ZN/Zl) et 50 % de femelles vertes, [V] (ZN/W).
Cas 7) Croisons maintenant un mâle vert [V] porteur de lutino (Zl/ZN)
avec une femelle lutino [l] (Zl/W).
Le mâle va nous donner des gamètes moitié (Zl) et moitié (ZN) et la femelle
va nous donner des gamètes pour moitié (Zl) et pour moitié (W).
A la fécondation, on aura donc des oiseaux : (Zl/Zl), (ZN/Zl), (Zl/W) et
(ZN/W)
Soit statistiquement 25 % de mâles lutino [l] (Zl/Zl), 25 % de mâles verts
porteurs [V] (ZN/Zl), 25 % de femelles lutino [l] (Zl/W) et 25 % de femelles
vertes [V] (ZN/W), bien sûr non porteuses !
Désolé pour les maux de crâne !!