ETUDE DE DROSOPHILES MUTANTES

Observation : Nous avons à notre disposition 5 types de drosophiles : des drosophiles sauvages des drosophiles mutantes « antennapedia » , des drosophiles mutantes « bithorax » des drosophiles mutantes « vestigiales » des drosophiles mutantes « white » Nous les avons endormies et observées à la loupe binoculaire puis nous les avons prises en photo grâce à une caméra numérique. Voici ce que nous avons obtenu :

Voici maintenant quelques informations complémentaires concernant la drosophile sauvage :

DROSOPHILE SAUVAGE

NOM : Drosophile sauvage (du grec philos : qui aime ; droso : la rosée) SURNOMS : mouche des fruits (elles sont attirées par les fruits où elles y pondent leurs œufs) ou mouche du vinaigre GENRE ET ESPECE: La drosophile la plus commune dans les laboratoires est Drosophila melanogaster, APPARENCE INITIALE : corps brun, antennes pectinées, de 1 à 2 mm PRESENTATION : Drosophiles, insectes diptère holométabole (classe d’insecte), se trouvent partout sur terre. C’est un généticien américain, Thomas Hunt Morgan (1866-1945) , qui fit adopter la drosophile, aux scientifiques, comme l’un des principaux organismes modèle génétique.

PARTICULIARITE GENETIQUE : Elle possède 4 paires de chromosomes différentes avec 13000 gènes, ce sont des chromosomes polyténiques (chromosomes formés de plusieurs brins) CYCLE DE VIE : Elles vivent une dizaines de jours. Une femelle drosophile pond un œuf tout les 30 mm

Drosophile femelle : DIFFERENCE ENTRE FEMELLE ET MALE : Drosophile mâle : PERLE FLORIENT SHOBIGA

DROSOPHILE VESTIGIALE

NOM : Drosophile Vestigiale ANOMALIE : Elles ont les ailes atrophiées

DROSOPHILE BITHORAX

NOM : Drosophile bithorax ANOMALIE : Elles ont une paire d’ailes supplémentaires (vestigiales) au niveau du thorax, à la place des balanciers.

DROSOPHILE WHITE

NOM : Drosophile White ANOMALIE : La couleur des yeux est blanche alors que celle des yeux des souches sauvage est rouge-brique

DROSOPHILE ANTENNAPEDIA

NOM : Drosophile Antennapedia ANOMALIE : Présence de pattes à la place des antennes

Nous avons donc constaté de spectaculaires anomalies chez la drosophile, toutes différentes chacune des autres. En conséquence nous nous sommes posé des questions.

Problème : Comment expliquer ces spectaculaires mutations observées chez les drosophiles ?

Hypothèse : Il y a eu une « malformation génétique », c’est-à-dire que les gènes homéotiques (gènes responsables de la mise en place des organes d’un individu au moment du développement embryonnaire) ont été modifiées.

Voici maintenant les explications à ces mutations.

DROSOPHILE VESTIGIALE

VUE DORSALE

VUE LATERALE

Explication de cette anomalie : Cette mutation est dû à un gène. En effet, sur le chromosome n° , on constate qu’une drosophile sauvage aux ailes normales ne peut avoir que ces combinaisons possibles : L’allèle responsable de la mutation de ces drosophiles est l’allèle vg. Il est récessif par rapport à l’allèle responsable de la couleur des yeux chez la drosophile sauvage, L, qui est dominant. Donc, une drosophile vestigiale a cette paire de gènes :

DROSOPHILE BITHORAX

Nous pouvons observer une paire d’ailes supplémentaire au niveau du thorax, à la place des balanciers. Ces changements sont dus aux mutations de gènes homéotiques présent sur le chromosome 3 lors du développement embryonnaire ; en effet, le segment thoracique T3, porteurs de balanciers (petits éléments placés sur le côté du corps servant à se stabiliser en vol), a été remplacé en segment T2 comportant 1 paire d’ailes normale et 2 pattes. Au lieu d’obtenir une mouche à 2 ailes, nous avons une drosophile à 4 ailes. Néanmoins, les ailes du segment T3 possèdent des ailes atrophiées dites vestigiales (elles sont semblables au cas des « Drosophiles vestigiales »).

DROSOPHILE WHITE

Lois Mendel. Dans un croisement avec des parents de races pures, les individus hybrides de la F1 se ressemblent tous et ressemblent aux parents ayant le caractère dominant. C’est la loi de l’uniformité des hybrides de la première génération.

Explication de L’anomalie Le gène white (w) est le nom d’un gène donnant une couleur blanche à l’œil. Le gène w+ est dominant. Le gène « white » est récessif. Ce gène est localisé sur le chromosome X. Lors de la division cellulaire qui accompagne la séparation des chromosomes homologues et la production des gamètes du matériel génétique peut être échangé entre les chromosomes de chaque paire homologues selon le crossing-over( cassure ). Lorsque le gène white est actif, l’œil de la drosophile est pigmenté. Lorsque le gène white est inactif, l’œil de la drosophile n’est pas pigmenté donc blanc.

Explication du crossing-over. A: appariement des chromosomes homologues B: cassure sur les 2 chromatides C: échange des extrémités cassées entre les 2 chromatides D: 4 chromatides; résultat du crossing-over

Conclusion. Il est normal qu’il y ait plus de drosophiles mâles aux yeux blancs que de drosophiles femelles car ils ne possèdent qu’un seul chromosome X qui détermine le sexe et l’allèle « white » qui détermine la couleur des yeux. Comme les drosophiles femelles ont 2 chromosomes X, le gène « white » étant récessif, elles ont plus de chances d’avoir les yeux rouges. Chromosomes X femelles. Chromosome X mâle.

DROSOPHILE ANTENNAPEDIA

Explication de l’anomalie : L’anomalie est due à la mutation du gène antennapedia (appelée aussi homéose) architecte lors du développement embryonnaire, plus précisément lors du phénomène de spécification des cellules. Le gène antennapedia (Antp) est un gène homéotique présent sur le chromosome III au niveau du complexe HOM, présent ci-dessous. Le rôle d’un gène homéotique confirme une identité à un segment alors si ce gène est muté, l’identité du segment change également. Le schéma ci-dessous représente ce changement.

La mutation de la séquence de nucléotides est ponctuelle; La mutation de la séquence de nucléotides est ponctuelle;. Malheureusement nous ne disposons que de la séquence de nucléotides non mutée.

Conclusion générale : Les anomalies sont dues à des mutations de gènes comme par exemple pour la drosophile « white » et ses allèles R dominant et w récessif. Certaines mutations, qui touchent les gènes architectes, entraînent l’expression de ces gènes au mauvais endroit du corps, au moment du développement embryonnaire.

Groupes Mise en page : Pascal, Sarah, Guillaume Drosophile sauvage: Florian, Shobiga, Perle Drosophile vestigiale : Benjamin, Anne-Jill Drosophile bithorax : Quentin C, Quentin F, Viviane Drosophile white : Marie-Julie, Sophie, Audrey Drosophile antennapedia : Morgane, Etienne, Chloé