Cours 1A-1 Les brassages génétiques (suite) SVT – TERMINALE S – THÈME 1 – LA TERRE DANS L’UNIVERS, LA VIE ET L’ÉVOLUTION DU VIVANT 1A1 – LE BRASSAGE GÉNÉTIQUE ET SA CONTRIBUTION À LA DIVERSITÉ GÉNÉTIQUE Cours 1A-1 Les brassages génétiques (suite)

TP 2 – A l’origine de la diversité génétique (2) : Les brassages de la méiose Qu.1 : Les gènes sont les unités d’information utilisés par la cellule pour assembler des protéines. Les gènes correspondent à des régions localisés (locus) des chromosomes. Les gènes peuvent parfois présenter des modifications dans leur séquence de nucléotides. Il s’agit d’une mutation. La nouvelle version du gène est appelée allèle. Elle peut se fixer dans la population de l’espèce et contribuer à la diversité génétique. Un individu portant 2 copies identiques d’un gène est homozygote. Avec 2 copies différentes, il est hétérozygote pour ce gène.

Les travaux pionniers de Mendel, paru en 1865

L’essor de la génétique aura lieu plus tard, après 1900, grâce aux progrès accomplis alors (microscopie, découverte des chromosomes, descriptions de la mitose et de la méiose) C’est à cette époque que le laboratoire de T.H. Morgan adopte comme support d’étude la mouche drosophile, Drosophila melanogaster Thomas Hunt Morgan, Prix Nobel de Physiologie-Médecine 1933, devant ses élevages de drosophiles

Qu.2: Analysons un croisement entre 2 variétés de mouches sur 2 générations L = Vg+ B = Eb+

Qu.2: Analysons un croisement entre 2 variétés de mouches sur 2 générations Génération/ Phénotype [Vg+ ; Eb+] [Vg+ ; Eb] [Vg ; Eb+] [Vg ; Eb] Parents P1 et P2 ≈ 50 % (♂) ≈ 50 % (♀) 1ère génération F1 = P1xP2 100 % 2e génération F2 = F1xP2 ≈ 25 % On remarque qu’au bout de 2 générations, on fait apparaitre des combinaisons de caractères (donc d’allèles) qui n’existaient pas dans les lignées parentales. On parle de phénotypes recombinés. Comment les expliquer ?

Qu. 3 : d’abord, il faut comprendre les relations entre les traits de chaque caractère – les allèles On croise 2 lignées pures, porteuses de 2 caractères chacun avec 2 allèles différents La génération F1 est une génération « hybride » porteuses des caractères de ses 2 parents Or, elle n’exprime dans son phénotype que les traits de P1. Ce sont ces versions qui sont les allèles dominants pour chacun des 2 gènes (donc ici Vg+ et Eb+)

Qu. 4 Méiose chez P1 et P2 Comme ce sont des homozygotes pour chacun de leurs 2 gènes, ils ne peuvent produire qu’une seule combinaison de gènes dans leurs gamètes.

Qu. 6 : Expliquons l’apparition des nouvelles combinaisons en F2 Si on représente une méiose (théorique) de F1, on doit obtenir 2 combinaisons dans les gamètes, soit porteurs de (Vg+;Eb+), soit porteurs de (Vg;Eb) Or on sait que les 2 gènes Eb et Vg sont portés par des chromosomes différents. (n° 2 pour Vg et n°3 pour Eb) De ce fait, puisqu’en réalité on obtient autant de Vg+ avec Eb qu’avec Eb+, il n’existe aucune association obligatoire entre les chromosomes appartenant à différentes paires. Les différentes paires de chromosomes se disposent durant la métaphase I de façon indépendante les unes des autres, et migrent de même durant l’anaphase I . Leur disposition et séparation indépendante génère un mélange des allèles, le brassage interchromosomique.

Puisque la répartition est aléatoire et indépendante entre chaque paire, les résultats de ce mélange sont équiprobables, d’où les 4 combinaisons en proportions similaires !

Qu.9: Analysons un nouveau croisement, impliquant le gène vestigial et un autre gène, le gène black Génération/ Phénotype [Vg+ ; b+] [Vg+ ; b] [Vg ; b+] [Vg ; b] Parents P1 et P2 ≈ 50 % (♀) ≈ 50 % (♂) 1ère génération F1 = P1xP2 100 % 2e génération F2 = F1xP2 ≈ 45 % ≈ 5 % On remarque qu’au bout de 2 générations, les phénotypes parentaux sont majoritaires, et les phénotypes recombinés présents, mais en nombre très réduits. Ces résultats n’obéissent pas à la répartition indépendante vue auparavant. Comment les expliquer ?

On nous précise que ces 2 gènes sont disposés sur le même chromosome. Si on représente une méiose (théorique) de F1, on doit obtenir 2 variétés de gamètes, soit incluant le chromosome (Vg+b+), soit avec le chromosome (Vgb). Toute recombinaison semble impossible.

T.H. Morgan s’est appuyé sur des observations durant la méiose pour proposer l’existence du crossing-over Durant la prophase I de méiose, les chromosomes homologues sont intimement enchevêtrés et dessinent des chiasmas. Ils peuvent alors s’échanger des segments de leurs chromatides respectives. C’est la théorie du crossing-over.

En appliquant cette théorie, on explique les résultats du croisement « série 3 » Cela prouve la validité de cette théorie. Il existe bien un remaniement au sein même des chromosomes homologues entrainant l’apparition de nouvelles combinaisons d’allèles. C’est le brassage intra-chromosomique, source supplémentaire de diversité allélique.

II- La méiose est une source de brassages génétiques A- Le brassage intrachromosomique se produit durant la prophase I

B- Le brassage interchromosomique se produit durant la metaphase et l’anaphase I