Croisement Phénotypes Phénotypes de la descendance

Noir: B Sépia: S Crème: C AlbinosA

1 NOIR X NOIR 22 0 0 7

2 NOIR X ALBINOS 10 9 0 0

3 CRÈME X CRÈME 0 0 34 11

4 SÈPIA X CRÈME 0 24 11 12

5 NOIR X ALBINOS 13 0 12 0

6 NOIR X CRÈME 19 20 0 0

7 NOIR X SÉPIA 18 20 0 0

8 NOIR X SÉPIA 14 8 6 0

9 SÉPIA X SÉPIA 0 26 9 0

10 CRÈME X ALBINOS 0 0 15 17

Problème1 : Chez le cobaye, noir, sépia, crème et albinos sont des couleurs de pelage. Des individus présentant ces couleurs de pelage (pas nécessairement des lignées pures) sont croisés entre eux. les résultats sont sur le tableau suivant:

Déduisez l’hérédité des couleurs du pelage en utilisant des symboles de gènes à votre choix. Décrivez tous les génotypes, tant parentaux que de la descendance.

Réponse: D’après les rapports phénotypiques obtenus, on peut déduire qu’il s’agit là d’un seul gène à plusieurs allèles. Tout les rapports observés sont 3:1 (dominance complète), 1:2:1 (codominance incomplète) ou 1:1 qui est le résultat de ce qu’on appelle un test de croisement.L’ordre de dominance semble comme suit:Noir > sepia > crème > albinos

Xment Parents Progéniture Conclusion

1: ba x ba 3 b- : 1aa noir est dominant sur albinos2: bs x aa 1ba : 1 sa noir est dominant sur sepia

sepia est dominant sur albinos3: ca x ca 3 c- : 1 aa crème est dominant sur albinos4: sa x ca 1 ca : 2 s- : 1aa sepia est dominant sur crème5: bc x aa 1 ba : 1 ca noir est dominant sur crème6: bs x c- 1 b- x 1 s- - est c ou a7: bs x s- 1 bs : s- - est s, c ou a8: bc x sc 1 sc : 2 b- : 1 cc9: sc x sc 3 s- : 1 cc10: ca x aa 1 ca : 1 aa

Gènes multiples affectant le même caractère

Souvent les effets d'un gène ne dépendent pas seulement de ses fonctions propres, mais aussi des fonctions d'autres gènes.

Les différents modes d'interactions entre différents gènes ont pour résultat de produire des rapports mendéliens modifiés (différent de 9:3:3:1)Exemple: la couleur du pelage chez la souris

Les interactions des gènes

Au moins 5 gènes interagissent dans la détermination de la couleur du pelage: gènes A, B, C, D et S

Gène A– allèle A =

moucheté– allèle a = uniforme

Gène B– allèle B = noir– allèle b = brun

A- B- = noir moucheté (agouti) A- bb = brun moucheté (cannelle)aa B- = noir uniformeaa bb = brun uniforme

P AAbb x aaBB (cannelle x noir uniforme) ou

AABB x aabb (agouti x brun uniforme)

F1 AaBb x AaBb (agouti x agouti)

F2 9 A- B- (agouti)3 A- bb (cannelle)3 aa B- (noir)1 aa bb (brun)

Interaction des allèles de deux gènes pour produire un phénotype

Gène C:allèle C = permet l'expression de la couleur du pelageallèle c = empêche l'expression de la couleur du

pelage

P aaBBCC x aabbcc (noir uniforme x albinos)

F1 aaBbCc x aaBbCc (noir uniforme x noir uniforme)

F2 9 aa B- C- (noir) 93 aa bb C- (brun) 33 aa B- cc(albinos) 41 aa bb cc (albinos)

Épistasie: situation dans laquelle l'expression phénotypique d'un génotype à un locus dépend du génotype à un autre locus

Epistasie

Épistasie récessive: L’allèle C produit une substance qui est nécessaire à l'expression de la couleur = rapport 9:3:4

Épistasie dominante: L’allèle C produirait une substance qui empêcherait la formation de la couleur = rapport 12:3:1

9 aa B- C- albinos3 aa bb C- albinos 12

3 aa B- cc noir 3

1 aa bb cc brun 1

Un modèle d’épistasie récessive

Gène D: contrôle l'intensité de la pigmentation– allèle D = couleur pleine– allèle d = couleur diluée

F1 aaBbCCDd x aaBbCCDd (noir x noir)

F2 9 aa B- CC D- (noir)3 aa B- CC dd (noir dilué)3 aa bb CC D- (brun)1 aa bb CC dd (brun dilué)

Dominance complète du gène D

Gène modificateur: ne change pas les rapports phénotypiques, mais modifie les phénotypes.

Gène modificateur

Gène S: contrôle la présence ou l'absence de tâches– allèle S = pas de tâches– allèle s = tâches

Conclusion - L'aspect du pelage est produit par les interactions entre les gènes déterminant le type de pigment, la répartition du pigment au niveau des poils, la répartition du pigment sur le corps et la présence ou l'absence de pigments

Action génique complémentaire

Action concertée de deux allèles dominants pour produire un phénotype; ratio 9:7Exemple: la couleur des fleurs de pois

P AAbb x aaBB (blanche x blanche)

F1 AaBb x AaBb (pourpre)

F2 9 A- B- (pourpres) 93 A- bb (blanche)3 aa B- (blanche) 71 aa bb (blanche)

Un allèle fonctionnel de chaque gène est nécessaire pour produire le pigment pourpre

la complémentation pour la couleur bleue de la campanule

Comment expliquer au niveau moleculaire la complémentation?

Un autre type de complémentation entre une protéine et son régulateur transcriptionnel

Mais, si le gène de la protéine régulatrice et le gène de la protéine active sont haplo-suffisants, alors il peut y avoir complémentation chez un individu (r+/r ; a+/a)

La suppressionUn gène supprime l'expression phénotypique d'un autre:

on obtient le rapport 13:3

– Exemple: la production de malvidine chez Primula• allèle K du gène K = produit de la malvidine• allèle k du gène K = ne produit pas de malvidine• allèle D du gène D = supprime la production • allèle d du gène D = ne supprime pas la production

P KKdd x kkDD (malvidine x pas)

F1 KkDd x KkDd (pas x pas)

F2 9 K- D- (pas)3 kk D- (pas) 131 kk dd (pas)3 K- dd (malvidine) 3

Un des mécanismes moléculaires les plus fréquents de la suppression

Chez le double mutant, la reconnaissance entre les deux protéines du complexe est restaurée.

Gènes dupliqués

Deux paires d'allèles affectent le même phénotype; ratio 15:1

Exemple: les fruits arrondis sont le résultat de la présence d'au moins un allèle dominant de l'un ou l'autre gène et ils ont une fonction identique

Un modèle des létaux synthétiques

Rapports phénotypiques

L'observation des rapports mendéliens modifiés démontre qu'un caractère est souvent le résultat d'interactions complexes entre différents gènes

Pénétrance et expressivité

Souvent le phénotype attribué à un gène est reconnu comme dépendant d'autres facteurs dont la nature précise n'a pas été établie

Pénétrance : le % des individus d'un génotype donné qui manifeste le phénotype normalement associé à ce génotype

Expressivité: le degré d'expression d'un génotype donné chez un individu

Pénetrance comparée à l’expressivité

Les gènes expriment leurs effets phénotypiques en conjonction avec le reste du génome, et avec l'environnement: norme de réaction et fluctuations durant le développement. Ceci est à l’origine de la variabilité dans la péntrance et dans l’expréssivité.

Manque de pénétrance d’un gène dominant

Du fait du manque de pénetrance de l’allèle domiannt Q, il se peut que l’individu R ait l’allèle.

Expressivité variable (d'un gène dominant)

Problème 2

Chez la Drosophile, un allèle dominant H réduit le nombre de soies, donnant lieu au phénotype «glabre». H est létal à l’état homozygote. Un autre allèle dominant S, non lié, n’a pas d’influence sur la pilosité sauf en présence de H ; dans ce cas une simple dose de S supprime le phénotype glabre, et rétablit donc le type poilu. Cependant, S est aussi létal sous forme homozygote (SS).

hh = POILU ss = AUCUN EFFETHh = GLABRE Ss = POILU car SUPRIME H/hHH = LÉTAL SS = LÉTAL

Quel est le rapport entre individus poilus et glabres parmi la descendance viable d’un croisement entre deux mouches poilues porteuses toutes deux de H en condition de suppression?

Porteuses de H en état de suppression = HhSsDonc HhSs X HhSs,

En temps normal, on obtiendrait un rapport 9:3:3:1. Cependant dans ce cas, à cause de l’épistasie et de la létalité, il en ai autrement!

7 POILU : 2 GLABRE

X SH Sh sH sh

SH SSHH SSHh SsHH SsHhp

Sh SSHh SShh SsHhp

Sshhp

sH SsHH SsHhp

ssHH ssHhG

sh SsHhp

Sshhp

ssHhG

sshhp

Morts

b. Si la descendance glabre est croisée en retour avec une mouche parentale, quel rapport phénotypique escomptez-vous parmi les descendants viables?Glabre X Parent poiluss Hh X Ss Hh

Nous obtiendrons un rapport 1:2:1 pour le gène H et un rapport 1:1 pour le gène S.1/4 HH morts indépendamment du gène S

1 /2 Hh 1/2 Ss 1/4 poilus1/2 ss 1/4 glabre

1 /4 hh 1/2 Ss 1/8 poilus1/2 ss 1/8 poilus

Calculé par rapport à la population qui aura vécu le rapport sera:2 POILU : 1 GLABRE

Problème 3

Chez les chiens de race Labrador le gène dominant B confère un pelage noir et b un pelage brun. Le gène E, situé sur un autre chromosome, se comporte comme dominant épistatique vis-à-vis de B et de b, et détermine un pelage de couleur dorée, tandis que e permet l’expression de B et de b. Un éleveur désire déterminer le génotype de trois de ses chiens; aussi les a-t-il croisés entre eux pendant plusieurs années.

B-ee = NOIR --E- = DORÉbbee = BRUN

Croisement Parents Descendance 1 chien 1 (doré, femelle) 6/8 doré x 1/8 noir chien 2 (doré, mâle) 1/8 brun --------------------------------------------------------------

2 chien 1 (doré, femelle) 4/8 doré

x 3/8 noir chien 3 (noir, mâle) 1/8 brun

Quels sont les génotypes des trois chiens?

CROISEMENT 1

Femelle DORÉE (1) x Mâle DORÉ (2) 6 DORÉ, 1 NOIR ET 1 BRUN (bb)

PARENTS DORÉ QUI ONT DES CHIOTS NOIRS ET BRUNS

LES DEUX PARENTS DEVAIENT ETRE EeLES DEUX PARENTS DEVAIENT AVOIR AU MOINS UN bAU MOINS UN DES DEUX PARENT DEVAIT AVOIR UN B

Donc BbEe x -bEe

- = B ou b?

Si B, alors proportion 3:1 de NOIR:BRUNSi b, alors proportion 1:1 de NOIR:BRUN

Donc BbEe x bbEe

MAIS QUEL EST LE MÂLE ET QUEL EST LA FEMELLE?Regardons le deuxième croisement.

2ème CROISEMENTMEME Femelle DORÉ (1) x Male NOIR (3)

On sait que la Femelle (1) est Ee, le mâle (3) DOIT DONC ETRE ee POUR AVOIR DES PROPORTIONS 1:1 de DORÉ:COULEUR

Chiots 3 noirs : 1 bruns LES DEUX PARENTS DEVAIENT ETRE Bb

DONC : Femelle DORÉ (1) BbEe Mâle DORÉ (2) bbEe Mâle NOIR (3) Bbee