Les croisements (Les lois de Mendel)

Un croisement est le résultat de l'échange de gamètes entre deux individus pendant la reproduction sexuée.

Les croisements sont bien souvent utilisés par les humains pour créer des hybrides ou bien pour obtenir des individus (animaux ou végétaux) qui ont des caractères ciblés. En connaissant les gamètes produits par les deux parents, il est possible de choisir les bons candidats afin d'augementer les chances d'avoir un descendant répondant aux critères recherchés.

Gregor Mendel, père de la génétique, a étudié l'hybridation chez les végétaux. En travaillant avec différentes lignées de pois, il réussit à poser les bases des lois de l'hérédité. Deux lois principales ont été élaborées par Mendel :

La loi de la ségrégation indépendante des allèles (1re loi de Mendel)

La loi de la ségrégation indépendante des allèles stipule que les deux allèles pour un même gène se séparent lors de la formation des gamètes (méiose) de sorte que 50% des gamètes obtiennent l'un des allèles et 50% des gamètes ont l'autre allèle.

Comme les gamètes sont issus de la méiose, ils ne possèdent qu'un seul allèle correspondant à l'un des deux chromosomes de l'individu "parent". Pour les lignées pures, c'est-à-dire les individus homozygotes récessifs ou dominants, les gamètes sont tous identiques puisqu'ils possèdent le même allèle. Les individus hétérozygotes sont quant à eux désignés par le terme hybrides. La moitié des gamètes de ceux-ci possèdent l'un des deux allèles et l'autre moitié a le deuxième allèle. 

Dans cet exemple, l'allèle dominant est celui qui donne la couleur violette aux fleurs. On représente alors cet allèle par la lettre V majuscule. L'allèle récessif est donc celui qui donne la couleur blanche aux fleurs et il sera représenté par la lettre v minuscule.

Nous avons pris deux fleurs de lignée pure. La première possède deux allèles codant pour la couleur blanche et la deuxième a plutôt deux allèles qui donne la couleur violette. Les gamètes de la première fleur ont tous l'allèle "couleur blanche" et ceux de la deuxième fleur, "couleur violette". On croise ces deux fleurs, autrement dit on prend un gamète de chaque fleur et on les féconde ensemble. Le résultat donne ce que l'on appelle la 1re génération. Les fleurs de cette génération sont toutes hétérozygotes. 50% des gamètes de cette génération codent pour la couleur blanche et l'autre 50% pour la couleur violette.

 

La situation peut être un peu plus complexe comme lorsqu'il y a un croisement entre deux fleurs hybrides. Dans ce cas, on peut utiliser ce que l'on appelle un échiquier de croisement, aussi appelé échiquier de Punnett. Ce type de tableau permet de bien visualiser toutes les possibilités de croisement ainsi que les probabilités d'obtenir chacun des phénotypes possibles.

Dans le cas ici, on a croisé deux fleurs de la 1e génération obtenues dans le croisement de l'exemple précédent. Chacune des fleurs offre 2 types de gamète : couleur blanche et couleur violette. Grâce à l'échiquier de Punnett, on voit bien qu'il y a 4 possibilités de croisement.

Au niveau des génotypes, on remarque qu'il y en a 3 différents : VV, Vv (présent 2 fois) et vv. Si on veut déterminer les probabilités de chacun de ces génotypes cela donnerait : 25% VV, 50% Vv et 25% vv.

Pour ce qui est des phénotypes, on sait qu'il n'y en a que deux possibles : fleur blanche ou fleur violette. En observant les résultats, on peut déterminer les probabilités de chacun des phénotypes : 75% fleur violette et 25% fleur blanche.

La loi d'assortiment indépendant des allèles (2e loi de Mendel)

La loi d'assortiment indépendant des allèles explique la répartition indépendante de différents allèles qui vont déterminer le phénotype d'un individu. Il faut donc considérer toutes les combinaisons possibles.

En fait, cette loi s'applique surtout au situation où plus d'un caractère est étudié. L'exemple de Mendel était des pois de couleur jaune ou verte et lisses ou ridés. Il a pu ainsi comprendre que les allèles associés à deux caractères ne sont pas nécessairement transmis ensemble des parents aux descendants. Ils peuvent en effet se combiner les uns avec les autres de façon totalement indépendante, donner ainsi une multitude de génotypes (et de phénotypes) différents.

Dans cet exemple, 2 caractères sont à l'étude : la couleur du poil et la longueur de la queue. Les deux allèles dominants sont la couleur brune du poil (représenté par B) et la queue courte (représenté par S pour short). Les allèles récessifs sont donc la couleur blanche du poil (b) et la queue longue (s).

Comme premier croisement, nous avons pris deux chats homozygotes, donc de lignée pure. L'un est blanc (bb) et a la queue courte (SS). L'autre est brun (BB) et a la queue longue (ss). Les gamètes de chacun des parents sont indiqués dans le schéma ci-dessous.

Comme il n'y a que deux types de gamètes, tous les individus de la première génération (appelée F1 sur le schéma) sont identiques : ils sont hétérozygotes, de couleur brune et ont la queue courte.

Lorsque l'on croise deux individus de la première génération, on obtient la deuxième génération (appelée F2 sur le schéma). Comme il y a deux caractères à l'étude, l'échiquier de Punnett est indispensable afin de bien visualiser toutes les possibilités de combinaisons de gamètes. En regardant les phénotypes des individus de la deuxième génération, on remarque qu'il y a :

- 9 individus bruns à queue courte ;
- 3 individus blancs à queue courte ;
- 3 individus bruns à queue longue ;
- 1 individu blanc à queue longue.


Source

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse