CHAPITRE 19 - La génétique des populations

– Calcul de la fréquence d’un allèle dans une population.

– L'équilibre Hardy-Weinberg si aucune source de variation et les croisements sont parfaitement aléatoires.

– Sources de la variation de la composition génétique d’une population: mutation, recombinaison et immigration et leurs conséquences sur la fréquence allélique.

– La sélection naturelle: les valeurs adaptatives darwinienne.

– Les cas de polymorphisme équilibré malgré la présence de mutations et de la selection.

– Les événements aléatoires et la dérive génétique.

Définitions: polymorphisme, équilibre Hardy-Weinberg, valeur adaptative darwinienne

Objectifs :

– Apprendre à analyser la composition génétique des populations et les forces qui changent cette composition: Calculs à faire! Problèmes en classe.

– Connaître et comprendre les forces qui déterminent et qui changent la composition génétique des populations:

mutationrecombinaisonmigrationsélection

– Loi de Hardy-Weinberg

Génétique des populations

1) Décrit la variation génétique et ses changements dans l'espace et dans le temps

2) Étudie l'origine de la variation : mutation, recombinaison et migration

3) Étudie la reproduction différentielle des différents génotypes (sélection et valeur adaptative Darwinnienne)

4) Analyse théorique -> prédictions

5) Compare théorie et observations

La génétique des populations étudie la variation génotypique, mais pendant longtemps seule la variation phénotypique pouvait être observée (visuellement).

La plupart des études expérimentales se bornaient à des caractères dont les relations avec le génotype étaient simples.

Cependant, récemment, les nouvelles méthodes modernes de génétique et de biologie moléculaire permettent de déterminer les génotypes jusqu’ à la séquence d’ADN.

Polymorphisme

Polymorphisme : variation génétique présente chez une espèce

Types:– Morphologique– Chromosomique– Immunologique– Des protéines– De l'ADN

Polymorphisme morphologique

Polymorphisme chromosomique

Polymorphisme immunologique

Polymorphisme des enzymes

Différentes séquences d’acides aminés = différents points isoélectriques

Gel d’électrophorése

Trois alléles différents au niveau du locus estérase-5 chez la drosophile.

Polymorphisme des enzymes sans fonctions enzymatiquesExemple: hémoglobine A

Polymorphisme des séquences nucléotidiques de

l’ADN

Des méthodes de biologie moléculaires peuvent permettre de détecter des différences dans les séquences d’ADN pour un locus donné ou pour un grand fragment d’ADN:

* Recherche de sites de restrictions

* Recherche de répétitions en tandem

* Séquençage de l’ADN

Nous verrons un peu plus en détails ces méthodes de laboratoire dans le cours suivant.

Conclusion : il a beaucoup de variation à tous les niveaux. Cette variation se traduit par la présence de différents allèles pour un géne donné. Chaque allèle est présent dans la polpulation avec une certaine fréquence.

1) Description de la variation – Fréquence des allèles: si deux allèles avec deux

fréquences p et q. Si plusieurs allèles: p1, p2, …pn

2) Mesure de la variation – Hétérozygosité (H). Exemple: 10%

Description de la variation dans l'espace

Fréquence p de M = f(MM) + 1/2 f(MN)= 0.835 + (0.156/2) = 0.913

Fréquence q de N = 1/2 f(MN) + f(NN) = (0.156/2) + 0.009 = 0.087

= 1- f(M) = 1 - 0.913 = 0.087

***Ne pas confondre fréquence des génotypes et fréquence des allèles***

La description de la variation comporte:

1) La fréquence des phénotypes (génotypes)% M (MM)% MN (MN)% N (NN)

2) La fréquence alléliquef (M) = pf (N) = q

* p + q = 1* p = 1 - q* q = 1 - p

Si plusieurs allèles: p1 + p2 + … + pn = 1

Polymorphisme à l'intérieur d'une espèce

1) Différents loci peuvent avoir différents niveaux de polymorphisme

2) Différentes populations peuvent avoir différents niveaux de polymorphisme

Les sources de la variation

Sources de la nouvelle variation:

MutationsExemple: formation de l'allèle a à partir de l'allèle A

Recombinaison Exemple 1: production du génotype Aa à partir des

génotypes AA et aaExemple 2: production des génotypes Ab et aB à

partir des génotypes AB et ab

MigrationExemple: l’immigration au Canada et l’apport

d’allèles nouveaux.

SélectionMeilleure survie des individus d’un génotype

donné ou disparition d‘individus d’un génotype donné

Aussi, il est important de savoir que,

La variation génétique est nécessaire à l'évolution, mais l'évolution par sélection naturelle diminue la variabilité génétique. Il doit y avoir production de nouvelle variation (sinon possibilité d'extinction)

Selon s’il y a seulement des unions au hasard ou de la consanguinité ou unions en fonction du phénotype, nous verrons une évolution différente de fréquences des allèles dans une population.