Variation génétique et sélection naturelle : facteurs d'héritage post-mendélien

Facteurs héréditaires post-mendéliens

Variation génétique et sélection naturelle

  • introduction
  • Sélection naturelle
  • Facteurs héréditaires post-mendéliens

Rappelez-vous d'Héritage que la plupart des animaux, y compris vous, sont diploïdes, ce qui signifie que chacun de vos traits est contrôlé par l'interaction d'au moins deux gènes. Les travaux de Mendel se sont concentrés sur l'effet d'un seul gène de la mère et d'un seul gène du père pour déterminer le génotype et le phénotype de la progéniture sur la base des gènes dominants et récessifs. Nous savons maintenant que souvent plusieurs gènes sont impliqués de manière étrange et intrigante pour influencer le phénotype de la progéniture. La section suivante se concentre sur sept de ces mécanismes.



Bionote

Plus de 200 traits humains sont contrôlés par une seule paire de gènes, tels que le nanisme, la cataracte, la mucoviscidose et l'albinisme.

Dominance incomplète

Chaque fois que deux gènes se combinent et que le phénotype de la progéniture est un compromis entre les effets des deux gènes, alors aucun gène n'a exprimé de dominance sur l'autre gène. En fait, un gène est incomplètement dominant sur l'autre gène qui est inactif. Le travail de Mendel avec les pois n'a jamais rencontré de dominance incomplète car le génotype hétérozygote exprimait toujours le gène dominant dans le phénotype.

Parents : BB bb .

Le gène actif n'est apparemment pas assez fort pour compenser la perte d'effet par l'allèle inactif. L'exemple classique de dominance incomplète est le croisement entre un muflier rouge et un muflier blanc. Selon Mendel, la progéniture devrait être rouge ou blanche. En réalité, ils sont tous roses, ce qui indique qu'aucun des allèles n'est complètement dominant mais qu'un autre est incomplètement dominant. Par conséquent, une faible expression d'un allèle, le rouge, est en fait exprimée dans une descendance hétérozygote.

Une dominance incomplète devient évidente dans la génération F2, comme détaillé dans l'analyse du carré de Punnet suivante d'un trait fictif : B = bleu, b = jaune. Un croisement entre un parent bleu (BB) et un parent jaune (bb), BB bb, devrait donner tous les descendants bleus de la génération F1. Référez-vous à l'illustration Parents : BB bb .

Parents : Sib Sib.

Au lieu de cela, le génotype Bb est vert, un mélange des deux couleurs. Cela indique que le gène B n'est pas assez fort pour dominer complètement l'effet de l'allèle b. Si deux individus hétérozygotes sont accouplés, les résultats sont encore plus intrigants. Référez-vous à l'illustration Parents : Sib Sib .

carte des pays d'amérique du sud

Les génotypes sont BB (1) ; Sib (2) ; bb (1). Un rapport de 1:2:1 est typique des modèles d'hérédité mendélienne. Cependant, le rapport phénotypique est : bleu (1), vert (2), jaune (1). Ce rapport 1:2:1 n'est pas attendu par les prédictions de Mendel.

Codominance

Codominance est un type de dominance allélique qui se produit lorsque les deux allèles sont actifs et exprimés, comme cela arrive parfois chez un individu hétérozygote. Ce phénomène est le plus souvent affiché dans la couleur du pelage rouan des chevaux et des vaches. Une couleur rouan est en fait le résultat d'une codominance par un gène pour les cheveux roux et un gène pour les cheveux blancs. Chez un animal de couleur rouanne, il y a un nombre égal des deux couleurs uniformément dispersées dans le pelage, créant une couleur marron fantomatique. Un autre exemple est celui des poulets Erminette. Ils sont de couleur noir et blanc tacheté car ils ont un nombre à peu près égal de plumes noires et blanches. Dans leur cas, un gène pour les plumes blanches et un gène pour les plumes noires sont codominants chez les individus hétérozygotes.

Allèles multiples

Bien que les humains individuels portent un maximum de deux allèles qui contrôlent l'expression d'un trait, il y a souvent plus de deux allèles différents dans une population donnée qui codent pour le même trait. Lorsque trois allèles ou plus sont disponibles pour un gène particulier, l'hérédité de ces allèles suit une plusieurs allèles modèle. Le cas le plus courant pour démontrer plusieurs allèles est l'hérédité des groupes sanguins humains : A, B, AB et O. Les combinaisons de trois allèles possibles donnent naissance aux quatre groupes sanguins. Parce que vous ne pouvez avoir que deux allèles pour un gène, tout le monde ne porte pas tous les types d'allèles disponibles ; mais au sein d'une population, tous les allèles multiples sont présents. La reproduction sexuée au sein de cette population maintient les allèles disponibles pour les générations futures et poursuit la variation génétique.

Combinaisons de groupes sanguins de la population humaine.

Un carré Punnet agrandi montre les combinaisons possibles de groupes sanguins qui existent dans la population humaine. Référez-vous à l'illustration Combinaisons de groupes sanguins de la population humaine .

Rappelez-vous, bien qu'il y ait trois allèles possibles répertoriés sur chaque axe, un humain ne peut en posséder que deux. Cependant, d'autres individus de la population humaine peuvent porter un ensemble différent de deux allèles, de sorte que les trois types sont présents et actifs dans la population humaine.

origine du poisson d'avril

Gènes liés

Chaque chromosome porte normalement des milliers de gènes. Lorsque certains gènes voisins sur le même chromosome sont hérités ensemble, ils sont considérés . Les gènes liés sont une anomalie dans la théorie de l'assortiment indépendant de Mendel, car ils ont tendance à rester ensemble en tant que segment et fonctionnent donc comme un groupe de gènes plutôt que comme des gènes individuels. Chez l'homme, les gènes autosomiques des cheveux roux, des taches de rousseur et du teint clair sont des gènes liés.

Gènes liés au sexe ou à l'X

Le lien dans traits liés au sexe est complètement différent des gènes liés. Un trait lié au sexe est celui dont l'allèle est situé sur l'un des chromosomes sexuels, généralement le X pour les traits autosomiques. La plupart des gènes liés au sexe sont récessifs et ne sont exprimés que chez les femelles et les mâles homozygotes. Parce que les mâles héritent normalement d'un chromosome X de la mère uniquement, les traits récessifs trouvés sur le chromosome X sont transmis de la mère au fils. Il est plus difficile de transmettre un trait lié à l'X à une fille car elle hérite d'un X des deux parents, donc les deux parents devraient posséder et transmettre le gène récessif. Le gène récessif sur le chromosome X est exprimé chez les mâles car c'est le seul gène présent. Chez la femme, elle peut être masquée par la présence d'un gène dominant sur l'autre chromosome X. Chez l'homme, les traits liés au sexe comprennent le daltonisme, l'albinisme et l'hémophilie.

Référez-vous à l'illustration Pedigree de daltonisme . Un ?porteur? hétérozygote? s'accouple avec un ? transporteur ? femelle (Xc= gène du daltonisme). Un porteur est un individu qui est hétérozygote pour une maladie mais ne présente pas le trait. Par conséquent, un porteur du daltonisme n'est pas daltonien mais peut transmettre le gène du daltonisme.

Pedigree de daltonisme.

Dans la génération F1, une femelle daltonienne et une femelle porteuse s'accouplent chacune avec un mâle non daltonien. Dans la génération F2, les individus 7 et 8 sont frères, l'un est daltonien, l'autre non. Le mâle daltonien a hérité du gène daltonien de la mère porteuse hétérozygote ; le fils non daltonien a hérité du chromosome X normal qui ne contenait pas le gène du daltonisme. De même, l'individu 9 ne pouvait recevoir un gène du daltonisme que de sa mère, numéro 5. La sœur, numéro 10, est une porteuse hétérozygote.

Gènes influencés par le sexe

Certains gènes sont activés par des hormones sécrétées par les organes sexuels, de sorte qu'ils présentent des phénotypes différents lorsqu'ils sont trouvés chez les mâles que chez les femelles, même si leurs génotypes sont identiques. L'étude standard influencée par le sexe chez l'homme est la calvitie masculine, qui est influencée par la testostérone et peut affecter à la fois les hommes et les femmes. Cependant, il est dominant chez les mâles et récessif chez les femelles ! À l'état homozygote, les mâles et les femelles deviennent chauves; dans le génotype hétérozygote, les femelles ne présentent aucun signe de calvitie, mais les mâles deviennent chauves. Fait intéressant, les gènes influencés par le sexe ne se trouvent généralement pas sur les chromosomes sexuels, de sorte que les deux sexes peuvent avoir le même génotype et des phénotypes différents !

Bionote

L'hérédité polygénique est le contraire de pléiotrope l'hérédité, dans laquelle un seul gène affecte plusieurs caractéristiques.

Héritage polygénique

Jusqu'à présent, nous avons limité l'expression des gènes aux traits exprimés par l'action d'un gène. Chez la plupart des primates, y compris vous, les traits sont régis par l'interaction de plusieurs gènes. Les gènes de traits polygéniques peuvent être intercalés sur le même chromosome ou sur des chromosomes complètement différents. Les effets additifs de nombreux gènes sur un même phénotype créent un continuum de résultats possibles. Un exemple typique est la couleur des yeux chez l'homme, qui, sous les génotypes normaux, est dans différentes nuances de brun ébène au bleu cristal, au vert Kelly, et tous les points intermédiaires. Les traits polygéniques sont également les plus sensibles aux influences environnementales. Par exemple, la taille est contrôlée par des polygènes pour la hauteur du squelette, mais leur effet peut être retardé par la malnutrition, les blessures et les maladies.

Influences environnementales

Les influences environnementales naturelles sur l'expression des génotypes ont tendance à être un avantage pour l'individu, alors que les influences environnementales artificielles sont à la fois positives et négatives pour l'individu. Les influences environnementales naturelles incluent le phénomène de changement de couleur chez le renard arctique du rouge-brun pendant les mois d'été au blanc pur pendant la saison hivernale pour un meilleur camouflage. Les gènes qui produisent le pigment d'été rouge-brun sont bloqués par les températures froides, ce qui fait pousser les cheveux sans couleur (donc, blanc). Un autre exemple coloré est l'interaction entre la couleur de la fleur d'hortensia, qui est bleue dans les sols acides et rose dans les sols alcalins. Une étude récente a également établi un lien entre l'amélioration de l'alimentation des nourrissons et des adolescents et une taille moyenne plus élevée aux États-Unis et en Europe, avec l'effet inverse dans les populations touchées par la famine. Le complément génétique d'un individu est hérité ; cependant, l'effet environnemental sur ces gènes peut modifier leur application et leur expression.

Extrait de The Complete Idiot's Guide to Biology 2004 par Glen E. Moulton, Ed.D.. Tous droits réservés, y compris le droit de reproduction en tout ou en partie sous quelque forme que ce soit. Utilisé en accord avec Livres Alpha , membre de Penguin Group (USA) Inc.

Pour commander ce livre directement auprès de l'éditeur, visitez le site Web de Penguin USA ou appelez le 1-800-253-6476. Vous pouvez également acheter ce livre sur Amazon.com et Barnes & Noble .

État avec le plus de votes électoraux