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12.3: Croisements monohybrides
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Croisements monohybrides
 
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12.3: Croisements monohybrides

Aperçu

Dans les années 1850 et 1860, Gregor Mendel étudie l’héritage en effectuant des croisements monohybrards dans des plants de pois. Il a traversé deux plantes qui étaient de véritables reproductions pour des traits différents. Sur la base de ses observations, Mendel a proposé que les organismes héritent de deux copies de chaque trait, une de chaque parent, et que les traits dominants peuvent cacher des traits récessifs. Ces résultats ont servi de base à deux principes fondamentaux en génétique : le Principe d’uniformité et le droit de la ségrégation.

Les croix monohybrards révèlent des traits dominants et récessifs

Pendant huit ans, un moine autrichien du nom de Gregor Mendel a mené des expériences d’élevage avec des plants de pois. Ces expériences ont démontré les principes fondamentaux de l’héritage, ce qui lui a valu le surnom de « père de la génétique moderne ». Les expériences de Mendel se sont concentrées sur sept caractéristiques de plante de pois, chacune se manifestant comme l’un des deux traits qui sont déterminés par un seul locus de gène.

Mendel a remarqué que, lorsque certaines de ses plantes de pois reproduites par auto-fertilisation, leur progéniture a toujours montré le même trait. En d’autres termes, ils étaient de véritables reproductions. Par exemple, certaines plantes avec des gousses jaunes ne produisaient que des descendants avec des gousses jaunes. Lorsqu’elles sont croisées avec d’autres plantes qui se sont élevées vrai pour les gousses jaunes, ces plantes ont également produit seulement la descendance avec des gousses jaunes. De même, Mendel a observé des plants de pois qui ne produisaient que des descendants avec des gousses vertes.

À l’époque, on pensait que les traits hérités étaient un mélange de caractéristiques parentales. Mendel a plutôt observé des phénotypes discrets, comme les gousses vertes et jaunes. Il a proposé que, plutôt que le mélange des traits chez la progéniture, des facteurs distincts (maintenant connus sous le nom de gènes) soient hérités des parents et restent séparés chez la progéniture. Dans les cas où un trait saute une génération, Mendel a proposé que le trait visible masque simplement la présence de l’autre trait hérité. En d’autres termes, l’héritage est des particules, et les traits dominants cachent des traits récessifs. Pour déterminer quel trait était dominant, Mendel a effectué des croisements monohybrides. Les croisements monohybriques combinent deux organismes reproducteurs qui diffèrent d’un seul trait. Toutes les descendants de ces croix sont des monohybrides, ou hétérozygotes, et affichent le trait dominant.

Par exemple, Mendel a croisé des plants de pois qui se sont reproduits vrai pour les gousses jaunes avec celles qui se sont élevées vrai pour les gousses vertes pour déterminer la couleur dominante de gousse. Cette génération parentale (P0) a produit des descendants, la première génération filiale (F1), qui étaient tous des monohybridés avec des gousses vertes. L’observation répétée de ces résultats a établi des gousses vertes comme trait dominant et a démontré le principe de Mendel de l’uniformité : hétérozygotes pour un trait de gène simple affichent le même phénotype.

Les allèles parentaux sont distribués au hasard aux gamètes

Mendel a ensuite induit l’auto-fertilisation dans les plantes F1, produisant la génération F2. F2 plants de pois avec gousses vertes ont dépassé ceux avec des gousses jaunes par un rapport de 3:1. Mendel a observé à plusieurs reprises ce modèle d’héritage 3:1 pour chacune des sept caractéristiques des plantes de pois.

La loi de ségrégation de Mendel explique ce ratio récurrent. La loi de ségrégation stipule qu’un organisme distribue l’une de ses deux copies génétiques à chaque ttenté (ovule ou spermatozoïde). Fait important, cette distribution est aléatoire, de sorte qu’un hétérozygote (Gg) est également susceptible de produire des gamètes avec dominante (G) et récessif (g) allèles.

Si un hétérozygote auto-fertilise (Gg x Gg), les allèles parentaux peuvent combiner de quatre façons possibles: paternel G avec maternelle G (GG), paternel G avec maternelle g (Gg), g paternel avec maternelle G (Gg), et paternel g avec g maternel (gg). Trois résultats produisent des gousses vertes (les génotypes GG et Gg) et l’autre produit des gousses jaunes (le génotype gg), un rapport de 3:1. Ainsi, si tous les résultats sont également probables, les hétérozygotes auto-fertilisants produiront trois descendants avec des gousses vertes pour chacune avec des gousses jaunes. C’est remarquablement proche du rapport phénotypique observé par Mendel, confirmant son projet de loi sur la ségrégation.

Les traits dominants ne sont pas toujours communs

Contrairement aux gousses vertes, les pois verts sont récessifs, tandis que les pois jaunes dominent. Pourquoi, alors, les pois que nous rencontrons régulièrement sont-ils verts? En bref, les gens préfèrent les pois verts aux pois jaunes. Comme le démontrent les expériences de Mendel, les homozygotes produisent une progéniture avec le même trait, ou phénotype, lorsqu’elles s’autocondèlent ou se croisent avec d’autres homozygotes. Si les agriculteurs continuent d’exclure les pois jaunes de leurs croisements de cultures, ils continueront à ne produire que des pois verts. Cet exemple illustre un autre point important : les traits dominants ne sont pas nécessairement les traits les plus courants. Les traits dominants nocifs, par exemple, peuvent être choisis contre.


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