Génétique des organismes

Un héritage est quelque chose qui se transmet d’une génération à l’autre. Dans certains contextes, il s’agit de choses comme des maisons et de l’argent. Dans le contexte de la biologie, cependant, l’étude des gènes et de la façon dont ils sont héréditaires s’appelle la génétique. Gregor Mendel est considéré comme le père de la génétique moderne. Son travail est responsable de notre compréhension de la façon dont les traits physiques, ou phénotypes, perceptibles sont transmis d’une génération à l’autre. Il est célèbre pour avoir étudié ces traits chez les pois.

Les éléments d’information contrôlant ces phénotypes sont appelés gènes. Comme il y a deux copies de chaque gène, appelées allèles, nous pouvons les représenter sous forme de lettres. Ici, nous utiliserons la lettre P. C'est la première étape de la célèbre expérience de Mendel sur la coloration de la fleur de pois, représentée ici, à l'aide d'un outil appelé l'échiquier de Punnett. Mendel a découvert que lorsqu’il croisait des fleurs violettes avec des fleurs blanches, toute la progéniture, ou les plantes de première génération, avait des fleurs violettes. En effet, la couleur violette est dominante, représentée par un P majuscule. Et porter ne serait-ce qu’un seul allèle dominant signifie que le phénotype sera exprimé. Mais il est intéressant de noter que lorsque ces fleurs violettes ont été croisées à nouveau, 1/4 d’entre elles étaient blanches. Où étaient les fleurs blanches dans la première génération ? Toutes les plantes à fleurs violettes de la première génération étaient hétérozygotes, ce qui signifie qu’elles avaient un P majuscule violet et un P minuscule, ou blanc. Lorsqu’ils ont transmis leurs allèles dans le croisement de la génération F2, cela signifiait que 1/4 de la progéniture recevait deux petits allèles P, et exprimait ainsi le phénotype blanc. Mendel n'avait pas l'outil d'équerre de Punnett à utiliser, il a dû comprendre tout cela en gardant une trace de milliers de plantes, puis en remarquant des modèles dans leur nombre.

À partir de ces preuves, et de bien d’autres encore, nous savons maintenant que les gènes sont également présents en deux copies dans d’autres organismes, comme les humains et les mouches. En suivant les travaux de Mendel, plusieurs scientifiques ont découvert que tous les modèles d'hérédité ne suivaient pas le modèle simple et basique proposé par Mendel. Par exemple, dans l’hémophilie, un trouble génétique de la coagulation, les mères non atteintes étaient capables de transmettre la maladie à leurs enfants de sexe masculin. La raison en est les chromosomes, qui ont été étudiés par Thomas Hunt Morgan, à l’aide de ses célèbres mouches des fruits, la drosophile. Grâce à Morgan et à d’autres, nous savons maintenant que les chromosomes sont de longs brins d’ADN qui existent généralement par paires. Ici, nous pouvons voir que la drosophile en a quatre. Ces chromosomes ont des gènes pour différents traits, un peu comme un livre de cuisine contient de nombreuses recettes différentes. De nos jours, en utilisant la microscopie moderne, nous pouvons réellement voir ces chromosomes et même les organiser. Le produit de ce processus est appelé caryotype. Ici, vous pouvez voir un humain. Chez les humains et les mouches, il y a des autosomes et des chromosomes sexuels. Les humains, comme les mouches, ont des chromosomes X et Y qui contrôlent leur sexe. Cependant, la plupart des gènes de ces chromosomes contrôlent des choses qui n’ont rien à voir avec le sexe. Dans la forme rare d’hémophilie que nous avons mentionnée précédemment, la raison pour laquelle elle survient plus fréquemment chez les hommes est que le phénotype est contrôlé par un gène trouvé sur le chromosome X, dans une section qui n’a pas de partenaire sur le chromosome Y. Si une femme a une mauvaise copie du gène, et que son enfant mâle hérite de cette copie, il aura la maladie, il n’a pas de copie de sauvegarde du chromosome X. Étant donné qu’une copie du gène est suffisante pour qu’une personne coagule normalement, une femelle doit hériter de deux mauvais allèles du gène, un de chaque parent, afin de présenter la maladie. Ce qui, dans ce cas, n’est pas possible, car le père n’est pas affecté. Par conséquent, ce type d’hémophilie touche plus d’hommes que de femmes.
Dans ce laboratoire, nous examinerons l'hérédité chez la drosophile. La couleur des yeux chez les mouches est contrôlée par une série de gènes, certains contrôlant les types de pigments fabriqués, et un gène particulièrement important, appelé le transporteur ABC, qui contrôle le transport des pigments dans les granules dans l’œil. Si ce gène est cassé, même si la mouche produit du pigment, ce pigment sera invisible et la mouche aura les yeux blancs. L'exercice de laboratoire consiste à recréer l'une des expériences les plus célèbres de Thomas Hunt Morgan et à explorer le modèle d'héritage génétique du gène codant pour le transporteur de pigment. Est-elle héréditaire comme la couleur violette des fleurs de pois de Mendel, ou est-elle liée au sexe, comme l'hémophilie ?