Du génotype au phénotype

Du génotype au phénotype
Des phénotypes divers peuvent sʼexprimer à des
échelles différentes
Le phénotype, c’est l’aspect des êtres vivants. Le génotype, l’ensemble de leurs gènes. Au terme de
cette leçon, vous devrez être capable d’expliquer comment on peut faire le lien entre ces deux
entités , de quelle façon le génotype influence le phénotype et le rôle joué dans l’environnement pour
l’établissement de ce dernier.
Documentation
à consulter avec profit
•votre cours de seconde sur l’ADN
•Votre cour de troisième sur la génétique. (Vous ne l’avez plus ? voir alors le manuel)
•Le site de Jussieu
Plan
1. Un phénotype se définit à plusieurs échelles
2. Le phénotype dépend majoritairement, mais pas exclusivement, des protéines.
•les protéines sont des suites d’acides aminés
•les protéines dépendent du phénotype
3. La séquence d’une protéine est liée au génotype.
Ces coquilles de différents individus de
l’espèce Donax variabilis montrent une
grande variété d’aspects: à un génotype
très proche peut donc correspondre un
large ensemble de phénotypes différents.
Pourquoi ?
Photo wikimedia, Debivort
OBJET : GÉNOTYPE NIVEAU D’ÉTUDE : 1S
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1) un phénotype peut être défini à diférentes échelles
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L’environnement*""+!,
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Phénotype = influence de l’environnement + influence des gènes
-'" la phénylcétonurie est une maladie
responsable d’un phénotype «arriération mentale» qui
peut être évité si la nourriture ne contient pas de
phénylalanine, non dégradée chez ces individus.
Les deux pins parasols ci-dessus possèdent des génotypes très proches mais des
phénotypes (aspects) très diférents à cause de leur milieu (vent salé à gauche, individu
isolé et protégé à droite - photos Sten Porse) . Chez les végétaux, les individus qui sont
issus de bouturages, et possèdent donc un génotype identique, peuvent donner lieu à des
phénotypes très dépendants de leur milieu de croissance.
OBJET : GÉNOTYPE NIVEAU D’ÉTUDE : 1S
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2) Le phénotype dépend majoritairement des protéines
On peut relier un phénotype individuel particulier à une modification de la structure
dʼune protéine (vous avez un TP, sans doute, sur ce sujet).
21- les protéines sont des enchaînements dʼacides aminés
Les protéines sont formées dʼune suite de molécules
plus petites, les acides aminés (AA). Il existe une
vingtaine dʼacides aminés ( formule générale ci-contre, vous
nʼavez pas à la retenir, mais sachez que les différences dépendent de
la chaîne moléculaire qui remplace le «R» dans cette formule
comprenant, ô surprise, une partie «acide» et une partie «amine»,
dʼoù leur nom), ce qui donne un nombre extrêmement élevé
de combinaisons possibles, une protéine pouvant
comporter plusieurs centaines dʼAA. La suite des AA est appelée séquence de la protéine.
Les protéines sont donc comparables à des “rubans” dʼAA ( voir ci-dessous - même votre anglais
déplorable devrait vous permettre de comprendre ;-). Ce ruban se replie ensuite dans lʼespace, ce
qui donne à la protéine un volume, une forme bien définie. Vous avez déjà rencontré des
protéines les enzymes, qui, à cause de leur forme, sont capables, par exemple, de
découper les molécules insolubles des aliments en molécules solubles de nutriments
(cʼest loin, la cinquième!)
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Exemple: la couleur des cheveux est due à une substance, la mélanine. Les mélanines
sont des polymères dʼAA: une suite de molécules de tyrosyne oxydées et, en proportion
variables, des molécules de cystéines. Selon le % tyr/cys et la longueur des polymères, on
obtient les différentes couleurs des cheveux.
22 - les protéines dépendent du génotype
Il existe un parallèle entre les variations dʼun caractère présenté par divers individus
dʼune même espèce et les variations de la structure dʼune protéine chez ces mêmes
individus.
Dans le cas de phénotypes aisément repérables (maladies), une transmission
héréditaire peut être mise en évidence, ce qui revient à montrer quʼil existe un (ou
plusieurs) gène correspondant au phénotype observé.
Exemple: la drépanocytose, maladie transmise génétiquement et liée à une anomalie de la
protéine réalisant le transport de lʼOxygène dans les hématies, lʼhémoglobine.
Cela précise votre définition du gène. On passe de la relation: un gène ---> un caractère
à la relation
un gène ---> une protéine ---> un caractère.
Un allèle sʼexprime donc par la fabrication dʼune protéine.
Note importante:
«il n’y a rien de simple dans la nature, seulement du simplifié» G.
Bachelard, philosophe des sciences
La relation «un gène ---> un caractère» est très simplifiée. Dans la
réalité, la plupart des caractères dépendent d’un vaste ensemble de
gènes s’exprimant ensemble et dont le «travail» peut être modifié par
les conditions de l’environnement. Par exemple, la couleur de la peau
des humains dépend de 8 gènes différents, dont il existe, pour
chacun, plusieurs allèles. De plus, l’environnement (bronzage...) peut
modifier fortement le résultat obtenu par l’activité des gènes...
La relation «un gène ---> une protéine», est plus exacte (vous avez
cependant deviné quelle n’est pas exacte à 100 %, mais ceci est une
autre histoire...)
Pr. Dr. R. Raynal
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3) La séquence dʼune protéine est liée au génotype
La séquence dʼune protéine est susceptible de variations lorsquʼil y a variation dʼun
gène, cʼest à dire modification de la séquence en nucléotides dʼun morceau dʼADN (Cf
cours de seconde). Il y a donc un rapport entre la séquence des nucléotides
de lʼADN et la séquence en acides aminés dʼune protéine.
Exemple:.##"
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Note: Lʼaspect extérieur, le phénotype, est la résultante de nombreux caractères distinctifs
se rapportant à des structures morphologiques et des fonctions physiologiques. La
réalisation de chacun de ces caractères résulte de lʼinteraction du milieu et des facteurs
héréditaires (les gènes).
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