Gènes, traits et loi de ségrégation de Mendel

Héritage mendélien de la couleur des fleurs chez le pois culinaire, 1912.

Collectionneur d'impressions / Hulton Archive / Getty Images





Comment les caractères sont-ils transmis des parents à la progéniture ? La réponse est par transmission génétique. Les gènes sont situés sur chromosomes et consistent en ADN . Ceux-ci sonttransmis des parents à leur progénitureà traversla reproduction.

Les principes qui régissent l'hérédité ont été découverts par un moine nommé Gregor Mendel dans les années 1860. L'un de ces principes s'appelle aujourd'hui La loi de ségrégation de Mendel , qui stipule que les paires d'allèles se séparent ou se séparent pendant la formation des gamètes et s'unissent au hasard lors de la fécondation.



Il existe quatre concepts principaux liés à ce principe :

  1. Un gène peut exister sous plusieurs formes ou allèles.
  2. Les organismes héritent de deux allèles pour chaque trait.
  3. Lorsque les cellules sexuelles sont produites par la méiose, les paires d'allèles se séparent en laissant chacune cellule avec un seul allèle pour chaque trait.
  4. Lorsque les deux allèles d'une paire sont différents, l'un est dominant et l'autre récessif.

Les expériences de Mendel avec des plantes de pois

Diagramme de pollinisation croisée des poisEvelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg



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Evelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg

Mendel a travaillé avec des plants de pois et a sélectionné sept traits à étudier, chacun se présentant sous deux formes différentes. Par exemple, un trait qu'il a étudié était la couleur des gousses ; certaines plantes de pois ont des gousses vertes et d'autres ont des gousses jaunes.

Puisque les plants de pois sont capables d'autofécondation, Mendel a pu produire une vraie sélection végétaux. Une plante à gousses jaunes pure, par exemple, ne produirait qu'une progéniture à gousses jaunes.



Mendel a alors commencé à expérimenter pour savoir ce qui se passerait s'il croisait une plante à gousses jaunes de race pure avec une plante à gousses vertes de race pure. Il a qualifié les deux plantes parentales de génération parentale (génération P) et la progéniture résultante a été appelée la première génération filiale ou F1.

Lorsque Mendel a effectué une pollinisation croisée entre une plante à gousses jaunes de race pure et une plante à gousses vertes de race pure, il a remarqué que toute la progéniture résultante, la génération F1, était verte.



La génération F2

Autopollinisation des plantes F1Evelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg

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Evelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg



Mendel a ensuite permis à toutes les plantes F1 vertes de s'autopolliniser. Il a qualifié ces descendants de génération F2.



Mendel a remarqué une 3:1 rapport de couleur des gousses. À propos de 3/4 des plantes F2 avaient des gousses vertes et environ 1/4 avaient des gousses jaunes. À partir de ces expériences, Mendel a formulé ce qui est maintenant connu sous le nom de loi de ségrégation de Mendel.

Les quatre concepts de la loi de ségrégation

Plantes F1Evelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg

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Evelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg

Comme mentionné, la loi de ségrégation de Mendel stipule que les paires d'allèles se séparent ou se séparent pendant la formation des gamètes et s'unissent au hasard àfertilisation. Bien que nous ayons brièvement mentionné les quatre concepts principaux impliqués dans cette idée, explorons-les plus en détail.

#1 : Un gène peut avoir plusieurs formes

UN gène peut exister sous plusieurs formes. Par exemple, le gène qui détermine la couleur des gousses peut être soit (G) pour la couleur verte des gousses ou (g) pour la couleur jaune des gousses.

#2 : Les organismes héritent de deux allèles pour chaque trait

Pour chaque caractéristique ou trait, les organismes héritent de deux formes alternatives de ce gène, une de chaque parent. Ces formes alternatives d'un gène sont appelées allèles .

Les plantes F1 de l'expérience de Mendel ont chacune reçu un allèle de la plante mère à gousse verte et un allèle de la plante mère à gousse jaune. Les plantes à gousses vertes pures ont (GG) allèles pour la couleur des gousses, les plantes à gousses jaunes reproduisant (gg) allèles, et les plantes F1 résultantes ont (Gg) allèles.

Les concepts de la loi de ségrégation (suite)

Traits dominants et récessifsEvelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg

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Evelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg

#3 : Les paires d'allèles peuvent se séparer en allèles uniques

Lorsque gamètes (cellules sexuelles) sont produites, les paires d'allèles se séparent ou se séparent en les laissant avec un seul allèle pour chaque trait. Cela signifie quecellules sexuellesne contiennent que la moitié du complément de gènes. Lorsque les gamètes se rejoignent pendant la fécondation, la progéniture résultante contient deux ensembles d'allèles, un ensemble d'allèles de chaque parent.

Par exemple, la cellule sexuelle de la plante à gousse verte avait un seul (G) l'allèle et la cellule sexuelle de la plante à gousse jaune avaient un seul (g) allèle. Après fécondation, les plantes F1 résultantes avaient deux allèles (Gg) .

#4 : Les différents allèles d'une paire sont soit dominants, soit récessifs

Lorsque les deux allèles d'une paire sont différents, l'un est dominant et l'autre récessif. Cela signifie qu'un trait est exprimé ou montré, tandis que l'autre est caché. C'est ce qu'on appelle la domination complète.

Par exemple, les usines F1 (Gg) étaient tous verts parce que l'allèle de la couleur verte de la gousse (G) était dominant sur l'allèle pour la couleur jaune des gousses (g) . Lorsque les plantes F1 ont été autorisées à s'autopolliniser, 1/4 des gousses de la génération F2 étaient jaunes. Ce trait avait été masqué car il est récessif. Les allèles pour la couleur verte de la gousse sont (GG) et (Gg) . Les allèles pour la couleur jaune des gousses sont (gg) .

Génotype et Phénotype

Croix génétiqueEvelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg

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(Figure A) Croisement génétique entre les gousses de pois verts et jaunes de race pure.

Evelyn Bailey - Image HD basée sur l'image originale de Steve Berg

D'après la loi de ségrégation de Mendel, nous voyons que les allèles d'un trait se séparent lors de la formation des gamètes (par un type de division cellulaire appelé méiose ). Ces paires d'allèles sont ensuite unies au hasard lors de la fécondation. Si une paire d'allèles pour un trait est identique, ils sont appelés homozygote . S'ils sont différents, ils sont hétérozygote .

Les plantes de la génération F1 (Figure A) sont toutes hétérozygotes pour le trait de couleur des gousses. Leur constitution génétique ou génotype est (Gg) . Leur phénotype (trait physique exprimé) est la couleur verte de la gousse.

Les plants de pois de génération F2 présentent deux phénotypes différents (vert ou jaune) et trois génotypes différents (GG, Gg ou gg) . Le génotype détermine quel phénotype est exprimé.

Les plantes F2 qui ont un génotype soit (GG) ou (Gg) sont verts. Les plantes F2 qui ont un génotype de (gg) sont jaunes. Le rapport phénotypique observé par Mendel était 3:1 (3/4 plantes vertes à 1/4 plantes jaunes). Cependant, le rapport génotypique était 1:2:1 . Les génotypes des plantes F2 étaient 1/4 homozygotes (GG) , 2/4 hétérozygote (Gg) , et 1/4 homozygote (gg) .

Sommaire

Points clés à retenir

  • Dans les années 1860, un moine du nom de Gregor Mendel découvrit les principes de l'hérédité décrits par la loi de ségrégation de Mendel.
  • Mendel a utilisé des plantes de pois pour ses expériences car elles ont des traits qui se présentent sous deux formes distinctes. Il a étudié sept de ces traits, comme la couleur des gousses, dans ses expériences.
  • Nous savons maintenant que les gènes peuvent exister sous plusieurs formes ou allèles et que la progéniture hérite de deux ensembles d'allèles, un ensemble de chaque parent, pour chaque trait distinct.
  • Dans une paire d'allèles, lorsque chaque allèle est différent, l'un est dominant tandis que l'autre est récessif.

Sources

  • Reece, Jane B., et Neil A. Campbell. Campbell Biologie . Benjamin Cummings, 2011.