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Le matériel génétique
Auteur : C. Dubois, AC. Grison, S. Danvy
Septembre 2011
C’est le matériel génétique qui définit les caractéristiques d’un individu : la couleur des yeux, du poil, la taille, la conformation, etc.
Voici une page pour mieux comprendre ce qu’est ce matériel génétique.
L’ADN
L’ADN, pour Acide Désoxyribonucléique, est le constituant de base du matériel génétique. Chaque cellule de l’organisme renferme le même ADN, c’est à dire le même matériel génétique, localisé au sein du noyau.
L’ADN est constitué de nucléotides. Chaque nucléotide se compose :
- d’un acide phosphorique H3PO4
- d’un désoxyribose (sucre en C5)
- d’une base azotée parmi les 4 possibles :
- A : l’adénine
- T : la thymine
- G : la guanine
- C : la cytosine
Ces bases sont complémentaires 2 à 2 et peuvent donc s’apparier : A avec T et G avec C.
L’ADN se compose ainsi de deux chaînes de nucléotides, appariées grâce à la complémentarité des bases, formant une double hélice (Watson et Crick, 1953).
Le filament d’ADN s’associe à des protéines, les histones, ce qui permet de former une structure condensée : la chromatine. Cette structure plus stable est la substance de base pour la formation des chromosomes.
- Structure de l'ADN (Source : INRA)
Les chromosomes
- Source : IFCE
Les chromosomes sont dans le noyau de chaque cellule, et portent l’information génétique de l’individu. Chaque chromosome est constitué d’une partie de l’ADN de l’individu, sous forme de chromatine.
Dans les cellules somatiques, c’est à dire toutes les cellules de l’organisme sauf les gamètes (spermatozoïdes et ovules), chaque chromosome est présent en deux exemplaires, ce qui forme une paire de chromosomes homologues. Ceux ci portent les mêmes gènes, mais pas nécessairement les mêmes allèles pour chaque gène.
Lors de certaines phases de multiplication des cellules, les chromosomes ont une forme de «X», sous laquelle ils sont souvent représentés. Un chromosome est alors constitué de 2 chromatides identiques.
- Caryotype schématisé d'un cheval (Source: IFCE)
Les gamètes ne renferment qu’un chromosome de chaque paire de chromosomes homologues. Lorsque deux gamètes s’associent (à la fécondation), une nouvelle cellule est formée, contenant 2 exemplaires de chaque chromosome.
Le nombre de chromosomes est constant pour une espèce. Par exemple, les chevaux ont 64 chromosomes, soit 32 paires, tandis que les ânes en ont 62, soit 31 paires. L’Homme a quant à lui 23 paires de chromosomes.
Les technologies fines permettent d’obtenir une «photographie» des chromosomes dans le noyau. On utilise alors ces images pour représenter l’ensemble des chromosomes de la cellule, en les regroupant par paires numérotées, afin de mieux les visualiser. Cela s’appelle un caryotype.
Parmi les chromosomes, une paire se distingue des autres : ce sont les chromosomes sexuels. Ce sont eux qui définissent le sexe de l’individu :
- XX pour les femelles
- XY pour les mâles.
Les autres chromosomes sont appelés autosomes (chromosomes non sexuels).
Les gènes
L’ADN est une succession de nucléotides. Certaines séquences spécifiques constituent des gènes, d’autres des microsatellites, d’autres ont des fonctions spécifiques dans la traduction de l’ADN, etc. Actuellement, la fonction de certaines séquences n’a pas encore été identifiée .
Chaque gène est responsable d’une fonction particulière de la cellule, et se trouve à un emplacement donné sur un chromosome précis.
Pour chaque gène, il existe plusieurs allèles c’est à dire plusieurs versions possibles de ce gène. Chaque allèle a un effet différent sur le phénotype, qui est l’expression visible du gène chez l’individu.
Chaque individu possède 2 allèles pour chaque gène (un sur chaque chromosome d’une paire). Ces allèles peuvent être :
- identiques : l’individu est alors dit homozygote pour ce gène
- différents : l’individu est dit hétérozygote pour ce gène.
- Source : IFCE
Plusieurs gènes peuvent intervenir sur une même caractéristique, c’est par exemple le cas pour la détermination de la couleur de la robe, qui est définie par l’action combinée de plusieurs gènes.
Tous les gènes n’ont pas d’effet visible sur le phénotype de chaque cheval, bien qu’ils soient présents : c’est l’allèle que le cheval porte qui déterminera si le gène aura un impact visible sur le phénotype.
Un allèle peut être :
- dominant : si le cheval possède 1 ou 2 allèle(s) dominant(s) pour un gène, ce gène s’exprimera de la même manière, et son effet sera visible sur le phénotype du cheval
- partiellement dominant, ou co-dominant : si le cheval possède 1 allèle partiellement dominant pour un gène, son effet sera visible sur le phénotype du cheval. S’il possède 2 exemplaires de l’allèle co-dominant, l’effet sera visible sur le phénotype du cheval, et plus important que lorsqu’il n’en possède qu’1 exemplaire.
- récessif : un allèle récessif ne s’exprimera au niveau du phénotype que s’il est présent en 2 exemplaires dans le génotype du cheval. Si le cheval n’en possède qu’1 exemplaire, la présence de cet allèle ne sera pas discernable au niveau du phénotype.
L’ensemble des allèles d’un individu, qu’ils s’expriment ou non, forment son génotype. Par extension, on parle aussi de génotype pour une partie donnée de l’information génétique d’un individu. (exemple : « le génotype d’un individu pour les gènes de dilution »).
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