Des débuts de la génétique aux biotechnologie 1. La naissance de la génétique: les travaux de Mendel. 2. La théorie chromosomique de l ’hérédité. 3. L ’avènement de la biologie moléculaire. 4. Transgenese et OGM. 5. Les biotechnologies et les progrès de la génétique humaine.

Avant l'époque de Mendel HÉRÉDITÉ PAR MÉLANGE Avant l'époque de Mendel Les parents apportent du matériel génétique qui se mélange ; ceci donne des résultats intermédiaires qu’on ne peut plus séparer par la suite (comme deux pots de peinture qui se mélangent).

Gregor Mendel Tout le fond de la génétique était contenu dans le mémoire de 1865. On ne connaît pas d ’autres exemples d ’une science qui soit ainsi sortie toute formée du cerveau d ’un homme, si ce n ’est la science des ferments et des microbes, qui se trouvait tout entière préfigurée dans le premier travail de Pasteur sur le ferment lactique. Par l ’assurance tranquille de la pensée, un homme tout seul a précédé la science. Un homme qui était à peine un savant a su apercevoir ce qui n ’apparaîtrait aux savants que 35 ans plus tard. Jean ROSTAND

Un croisement monohybride de Mendel En F1 Mendel observe la disparition d’un caractère parental En F2 Mendel observe la réapparition du caractère disparu chez 25% des descendants Un croisement monohybride de Mendel

HÉRÉDITÉ PARTICULAIRE À partir de Mendel Les parents transmettent des unités héréditaires distinctes qui restent distinctes chez les descendants (comme les billes que l'on retire de deux seaux et que l'on place dans un troisième seau).

Les 4 hypothèses de Mendel 1. Un caractère peut présenter 2 formes différentes Les formes différentes de Mendel sont les allèles ou gènes homologues 2. Un organisme hérite de 2 facteurs pour chaque caractère Les facteurs héréditaires de Mendel sont les gènes 3. Le facteur dominant masque le facteur récessif Mendel a noté le facteur dominant à l’aide d’une majuscule et l’autre, le récessif, à l’aide de la même lettre mais en minuscule 4. Les deux facteurs se séparent durant la formation des gamètes Correspond à la séparation des paires de chromosomes homologues durant la méiose

Un croisement dihybride de Mendel En F1 Mendel observe la disparition de 2 caractères parentaux En F2 réapparition des 2 caractères disparus chez 6 % des descendants

+ 1 hypothese 5. Les paires de facteurs se séparent de façon indépendante les unes des autres = LOI DE SÉGRÉGATION INDÉPENDANTE Correspond à l’assortiment indépendant des paires de chromosomes homologues à la métaphase 1 de la première division méiotique

Phénotypes P1 Génotypes P1 Phénotypes et rapport phénotypique de la F1 Génotypes et rapport génotypique de la F1 Phénotypes P1 4 types de gamètes à cause des assortiments indépendants Génotypes P1 Interprétation du croisement dihybride quant à la couleur de la fleur (2 caractères) Phénotypes et rapport phénotypique de la F2 Génotypes et rapport génotypique de la F2

Thomas MORGAN La théorie chromosomique de l ’hérédité

Le matériel de Morgan: la drosophile Mouche peu nuisible (se nourrit des champignons qui se développent sur les fruits) Prolifique (environ 100 individus aux 15 jours) On peut facilement en identifier le sexe par l'abdomen N’a que 8 chromosomes  moins de matériel à étudier Ses chromosomes géants sont visibles au microscope optique. On peut donc suivre leur mouvement ainsi que celui des gènes qu'ils portent au microscope. Détermination du sexe ressemble à celle de l'humain 3 paires autosomes et 1 paire hétérosomes XX chez la femelle 3 paires autosomes et 1 paire hétérosomes XY chez le mâle

En 1910 Morgan découvrent une drosophile inhabituelle qui présente des yeux blancs au lieu des yeux rouges normaux. Au cours des élevages de ces mutants aux yeux blancs, ils remarquent que la mutation apparaît beaucoup plus souvent chez les mâles.

En F1, Morgan observe la disparition d’un caractère parental En F2, Morgan observe la réapparition du caractère disparu chez 25% des descendants, des mâles uniquement

Hypothèse de Morgan pour expliquer ses résultats Le (trait mendélien) gène pour la couleur des yeux est porté par le chromosome X et n’a pas son équivalent sur le chromosome Y. (Gène lié au sexe) La particule mendélienne serait donc le chromosome. Plusieurs gènes seraient liés à un chromosome

83 % des mouches sont comme les parents Femelle hétérozygote pour les 2 caractères, non liés au sexe Phénotype sauvage Mâle double mutant pour les 2 caractères Phénotype mutant Morgan observe 4 phénotypes dans la F1 comme le laisse prévoir la loi de ségrégation de Mendel Proportion inégale des 4 phénotypes. Ne correspond pas à la loi de ségrégation indépendante de Mendel. 83 % des mouches sont comme les parents 17% des mouches sont « un mélange des parents »

Construction d’une carte génétique pour les allèles b, vg et cn Un croisement entre 2 drosophiles pour les caractères b et vg produit 17% de recombinants  17 cM entre les gènes b et vg b vg 17 Un croisement entre 2 drosophiles pour les caractères b et cn (yeux vermillons) produit 9% de recombinants  9 cM entre les gènes b et cn b cn 9 A Quelle est la carte génétique des trois gènes ? 9 17 cn b vg 17 B 9 Carte A ou carte B ? b cn vg