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Les allèles peuvent-ils avoir une dominance cyclique ?


Les relations entre allèles forment-elles toujours une hiérarchie ? En ignorant la codominance partielle et la codominance, les allèles peuvent-ils avoir une relation cyclique ? Par exemple, existe-t-il quelque chose d'analogue aux 3 allèles fictifs suivants :

Roche -> Ciseaux -> Papier -> Roche

Si c'est le cas, il est facile de voir ce qui se passerait dans une relation diploïde et quel phénotype serait exprimé. Mais que se passerait-il dans un organisme triploïde ? Rien ne serait-il exprimé parce que chaque allèle était dominé par un autre ?


Un allèle est une forme alternative d'un gène (un membre d'une paire) qui est situé à une position spécifique sur un chromosome.

Les allèles sont dominant ou récessif

Homozygote = deux mêmes allèles (pure race)

hétérozygote = deux allèles différents

Dominant + récessif > dominant

Dominant + dominant > dominant

Récessif + dominant > dominant

Récessif + récessif > récessif

Un père hétérozygote aux yeux bruns et une mère aux yeux bleus

Résultat: 50:50 de chance d'avoir les yeux bruns ou les yeux bleus.

Un individu est homozygote pour un certain gène s'ils ont deux allèles identiques. Elles sont hétérozygote pour un certain gène s'il s'agit de deux allèles différents.

Les génotype est la constitution génétique d'un individu. Par exemple, c'est la combinaison particulière d'allèles

Les phénotype sont les caractéristiques exprimées par un individu. Par exemple, c'est la couleur réelle des yeux

Croix monohybride

Dans un Croix monohybride deux plantes ou animaux, qui diffèrent par un seul gène et qui sont élevés ensemble.

En examinant les allèles des gènes que possèdent les parents, nous pouvons dire comment la progéniture se transformera. Cela peut être très utile lors de la réalisation d'une sélection de plantes ou d'animaux.

Chez les humains atteints de maladies héréditaires, il est extrêmement utile de connaître les allèles car nous pouvons les informer de l'effet probable s'ils veulent avoir des enfants.

Cette vidéo ci-dessous explique les croisements monohybrides et Carrés de barquette


Types d'allèles dominants

Domination complète

En cas de dominance complète, un allèle dominant complet masque les effets d'un allèle récessif. Cela ne peut être vu que chez les individus hétérozygotes. Les individus dominants homozygotes ont deux allèles dominants, qui produisent la même enzyme. Chez les individus homozygotes récessifs, aucun allèle dominant n'est présent et le phénotype ne reflète que l'action des allèles récessifs. Chez l'individu hétérozygote, le phénotype semble être le même que chez l'individu dominant homozygote. C'est la caractéristique déterminante de la dominance complète, l'allèle dominant masque complètement la présence de l'allèle récessif à l'observateur.

Cela peut être vu dans les plantes de pois, dans la couleur de leurs pois. L'allèle dominant produit un pigment jaune grâce à l'enzyme qu'il code. Un allèle suffit pour produire suffisamment de pigment jaune pour que la plante entière paraisse jaune. L'allèle vert produit une enzyme non fonctionnelle et aucun jaune n'est créé dans une plante récessive homozygote. L'allèle jaune est dominant par rapport à l'allèle vert, et l'allèle vert récessif par rapport au jaune le permet. L'image ci-dessous montre le croisement entre un individu hétérozygote à gauche et un individu récessif homozygote en haut.

Dominance incomplète

Les fleurs rouges ont deux copies de l'allèle rouge. Cela leur permet de produire suffisamment de pigment rouge pour donner une couleur rouge foncé. L'allèle qui produit des fleurs blanches crée un allèle non fonctionnel. Sans sa couleur rouge, la fleur apparaît blanche chez les individus à deux allèles blancs. Cependant, l'allèle rouge n'est pas dominant sur l'allèle blanc car chez l'individu hétérozygote, les fleurs sont roses et non rouges. La dominance incomplète affecte de nombreuses enzymes différentes, et pas seulement celles qui contrôlent les choses que nous voyons. Souvent, une dominance incomplète est responsable de différents organismes produisant des niveaux élevés, moyens et faibles de certaines substances.

Codominance

En codominance, les allèles dominants sont tous deux exprimés, mais ils sont séparés les uns des autres dans les zones où ils sont exprimés. Cela peut être facilement observé chez les bovins. Dans l'image suivante, les bovins ont deux allèles codominants : rouge et blanc. Une vache avec deux allèles rouges n'est que rouge et une vache avec seulement des allèles blancs n'est que blanche. Cependant, une vache avec les deux allèles affichera des taches rouges et blanches sur tout son corps. L'image est un peu trompeuse, car la répartition des taches serait aléatoire sur les vaches, et elles auraient chacune un aspect unique.

Le gène activé est déterminé au cours du développement et différents allèles sont activés dans différentes zones en fonction du hasard et des signaux envoyés par le corps en développement. La codominance est responsable de la grande variété et des modèles observés chez différents animaux, en particulier les chiens et les chats. Parce que les chiens et les chats ont été sélectionnés artificiellement pour produire une grande variété de pelages, de nombreux allèles existent en codominance avec d'autres allèles dans la population.


Codominance

Nous avons examiné la dominance complète, dans laquelle un allèle est clairement dominant sur l'autre, et la dominance incomplète, dans laquelle aucun des allèles ne domine l'autre. Dans un troisième type de domination, codominance, les deux allèles sont exprimés dans le phénotype des individus qui ont des allèles hétérozygotes. L'humain groupes sanguins désignés M, N et MN sont des exemples de codominance. Ces groupes se distinguent par la présence de deux protéines spécifiques à la surface des globules rouges, telles que celles représentées sur cette figure. Les individus du groupe M ont l'une des deux protéines, le groupe N a l'autre protéine et le groupe MN a les deux protéines. Dans ce dernier cas, la situation hétérozygote ne conduit pas à un phénotype intermédiaire au contraire, les phénotypes M et N sont tous deux exprimés.


Chiffre. Les groupes sanguins MN sont similaires aux molécules représentées ici à la surface d'une cellule. (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)


Phénotype

L'apparence physique du génotype est appelée le phénotype. Par exemple, les enfants avec les génotypes ‘BB’ et ‘Bb’ ont des phénotypes yeux bruns, tandis qu'un enfant avec deux allèles yeux bleus et le génotype ‘bb’ a les yeux bleus et un phénotype yeux bleus . Le phénotype peut également être influencé par l'environnement et parfois certains allèles seront exprimés dans certains environnements mais pas dans d'autres. Par conséquent, deux individus ayant le même génotype peuvent parfois avoir des phénotypes différents car ils vivent dans des environnements différents.

Définitions :

  • Gène – une section d'ADN qui fournit le matériel génétique pour une caractéristique
  • Allèle – une forme particulière d'un gène. Un allèle est reçu de chaque parent
  • Génotype – la combinaison des deux allèles reçus des parents d'un individu
  • Phénotype – l'expression physique du gène qui est déterminée à la fois par le génotype et l'environnement
  • Hétérozygote – un génotype avec deux allèles différents
  • Homozygote – un génotype avec deux allèles identiques

Exemples d'allèles multiples

Le groupe sanguin ABO humain est un bon exemple d'allèles multiples. Les humains peuvent avoir des globules rouges de type A (I A ), de type B (I B ) ou de type O (i). Ces trois allèles différents peuvent être combinés de différentes manières en suivant les lois de l'héritage de Mendel. Les génotypes résultants produisent du sang de type A, B, AB ou O. Le sang de type A est une combinaison de deux allèles A (I A I A ) ou d'un allèle A et d'un allèle O (I A i). De même, le sang de type B est codé soit par deux allèles B (I B I B ), soit par un allèle B et un allèle O (I B i). Le sang de type O ne peut être obtenu qu'avec deux allèles O récessifs (ii). Ce sont tous des exemples de dominance simple ou complète.

Le sang de type AB est un exemple de co-dominance. L'allèle A et l'allèle B ont une dominance égale et s'exprimeront également s'ils sont appariés dans le génotype I A I B . Ni l'allèle A ni l'allèle B ne dominent l'un sur l'autre, de sorte que chaque type est exprimé de manière égale dans le phénotype donnant à l'humain un groupe sanguin AB.


Les allèles peuvent-ils avoir une dominance cyclique ? - La biologie

Le didacticiel de génétique humaine avec des exercices de résolution de problèmes concernant l'hérédité des allèles du groupe sanguin ABO a entraîné un flux constant de demandes de renseignements auprès du projet de biologie de la part de mères, de grands-mères et d'enfants s'informant du groupe sanguin possible du père d'un enfant donné. Voici une enquête type :

Le groupe sanguin humain est déterminé par des allèles co-dominants. Un allèle est l'une des différentes formes d'informations génétiques présentes dans notre ADN à un emplacement spécifique sur un chromosome spécifique. Il existe trois allèles différents pour le groupe sanguin humain, appelés I A , I B et i. Pour simplifier, nous pouvons appeler ces allèles A (pour I A ), B (pour I B ) et O (pour i).

Chacun de nous a deux allèles de groupe sanguin ABO, car nous héritons chacun d'un allèle de groupe sanguin de notre mère biologique et un de notre père biologique. Une description de la paire d'allèles dans notre ADN s'appelle le génotype. Comme il existe trois allèles différents, il existe un total de six génotypes différents au locus génétique ABO humain. Les différents génotypes possibles sont AA, AO, BB, BO, AB et OO.

Comment les groupes sanguins sont-ils liés aux six génotypes?

Un test sanguin est utilisé pour déterminer si les caractéristiques A et/ou B sont présentes dans un échantillon de sang. Il n'est pas possible de déterminer le génotype exact à partir d'un résultat de test sanguin de type A ou de type B. Si une personne a le groupe sanguin A, elle doit avoir au moins une copie de l'allèle A, mais elle pourrait en avoir deux. Leur génotype est soit AA soit AO. De même, une personne de groupe sanguin B pourrait avoir un génotype BB ou BO.

Un test sanguin de type AB ou de type O est plus informatif. Une personne de groupe sanguin AB doit avoir à la fois les allèles A et B. Le génotype doit être AB. Une personne de groupe sanguin O n'a ni l'allèle A ni l'allèle B. Le génotype doit être OO.

Comment les allèles ABO sont-ils hérités par nos enfants ?

Chaque parent biologique donne l'un de ses deux allèles ABO à son enfant. Une mère de groupe sanguin O ne peut transmettre un allèle O qu'à son fils ou sa fille. Un père de groupe sanguin AB pourrait transmettre un allèle A ou B à son fils ou à sa fille. Ce couple pourrait avoir des enfants du groupe sanguin A (O de la mère et A du père) ou du groupe sanguin B (O de la mère et B du père).

Puisqu'il existe 4 groupes sanguins maternels différents et 4 types sanguins paternels différents possibles, il y a 16 combinaisons différentes à considérer lors de la prédiction du groupe sanguin des enfants. Dans les tableaux ci-dessous, les 16 combinaisons possibles sont présentées. Si vous connaissez le groupe sanguin de la mère et du père, les groupes sanguins possibles pour leurs enfants peuvent être trouvés.

Qu'en est-il du facteur Rh? Un père de groupe sanguin A+ peut-il avoir un enfant de groupe sanguin A- ?

L'information génétique du facteur Rh est également héritée de nos parents, mais elle est héritée indépendamment des allèles de groupe sanguin ABO. Il existe 2 allèles différents pour le facteur Rh appelés Rh+ et Rh-. Quelqu'un qui est "Rh positif" ou "Rh+" a au moins un allèle Rh+, mais pourrait en avoir deux. Leur génotype pourrait être soit Rh+/Rh+ soit Rh+/Rh-. Quelqu'un qui Rh- a un génotype de Rh-/Rh-.

Tout comme les allèles ABO, chaque parent biologique donne l'un de ses deux allèles Rh à son enfant. Une mère Rh- ne peut transmettre un Rh-allèle qu'à son fils ou sa fille. Un père Rh+ peut transmettre un allèle Rh+ ou Rh- à son fils ou à sa fille. Ce couple peut avoir des enfants Rh+ (Rh- de la mère et Rh+ du père) ou Rh- (Rh- de la mère et Rh- du père).

Répondre à la question de la mère en Alberta, Canada

La mère en question est de groupe sanguin A+. Son génotype à l'emplacement ABO est soit AA soit AO. Son génotype Rh est soit Rh+/Rh+ soit Rh+/Rh-. L'information selon laquelle la grand-mère maternelle est également de groupe sanguin A+ et un frère est de groupe sanguin O nous indique que la grand-mère maternelle de l'enfant a le génotype AO, puisqu'elle est de type A mais a fait don d'un allèle O à l'un de ses enfants.

La mère veut connaître les groupes sanguins potentiels du père de son fils. Le fils est de groupe sanguin A+. Malheureusement pour ce cas particulier, la mère ne peut pas distinguer les pères potentiels du seul groupe sanguin. Notez dans le tableau que cette mère aurait pu créer un enfant de groupe sanguin A avec un père de l'un des quatre groupes sanguins possibles, type A, type AB, type B ou type O. De même, le père de l'enfant pourrait être soit Rh+ ou Rh-.

Il devrait ressortir de cette discussion que le groupe sanguin n'est pas un très bon test de paternité. Dans certains cas, des informations non ambiguës peuvent être obtenues, c'est-à-dire qu'un homme de type AB ne peut pas engendrer un enfant de type O. Cependant, dans la plupart des cas, les résultats sont incertains.

S'il est important de déterminer la paternité d'un enfant, il existe actuellement des tests ADN très sensibles qui peuvent établir la paternité avec une certitude supérieure à 99,99%, ou exclure quelqu'un en tant que père biologique avec une certitude absolue. Ailleurs dans le projet de biologie est un exercice pour suivre l'héritage des marqueurs ADN dans une étude de paternité.


La deuxième loi de Mendel : la loi de l'assortiment indépendant

Cela fonctionne bien pour un trait, mais en réalité, les organismes ont des milliers, voire des millions de gènes ! Mendel s'est également interrogé à ce sujet. Comment les différents traits fonctionnent-ils ensemble ? Il a décidé de suivre deux traits à la fois.

Dans le langage des allèles, un individu avec deux gènes pourrait ressembler à ceci : YYBB, YYBb, YYbb, YyBB, YyBb, Yybb, yyBB, yyBb ou yybb. Encore une fois, chaque lettre représente un gène différent, et chaque lettre majuscule ou minuscule représente une version de chaque allèle.

Mendel a découvert que lorsque chaque trait était suivi avec un autre trait, il se comportait comme il l'avait prédit pour un seul trait. Par exemple, les pois ridés étaient tout aussi susceptibles de se produire avec les pois verts que les pois jaunes, et les pois lisses étaient également susceptibles de se produire avec les pois verts comme les pois jaunes.

En d'autres termes, chaque trait était indépendant de l'autre trait, aucun trait n'était lié. Ceci est connu comme le loi de l'assortiment indépendant.


Gènes et obésité

Déficit en récepteurs de la mélanocortine-4 G

Comme décrit précédemment, il existe cinq récepteurs peptidiques de la mélanocortine connus désignés MC1R-MC5R. De cette famille de récepteurs à 7 domaines transmembranaires couplés aux protéines G, MC3R et MC4R sont fortement exprimés dans le cerveau et en particulier l'hypothalamus. Ils sont plus abondants dans deux sous-groupes distincts de neurones du noyau arqué hypothalamique responsables de la détection des réserves d'énergie et du contrôle de l'appétit. Alors que les peptides de mélanocortine et le CART favorisent l'anorexie, le NPY et l'AGRP (un puissant antagoniste des MC3R et MC4R) sont orexigènes, augmentant la prise alimentaire et donc l'obésité s'ils ne sont pas contrôlés. La leptine est également exprimée dans le noyau arqué et régule ces deux populations neuronales de manière réciproque.

Huszar et ses collègues (1997) ont généré un modèle murin supprimé pour Mc4r dans laquelle les mutants nuls ont développé une obésité à maturité avec hyperphagie, hyperinsulinémie et hyperglycémie. 28 Il est intéressant de noter que ces souris présentaient également une croissance linéaire accélérée par rapport à leurs congénères de type sauvage. Les souris hétérozygotes présentent un phénotype intermédiaire indicatif d'un effet de dosage génique.

Un an plus tard, le premier humain MC4R des mutations hétérozygotes ont été rapportées chez des patients obèses. 51,52 Présent dans diverses populations ethniques, MC4R Les mutations représentent la forme la plus courante d'obésité monogénique, représentant 6 % des personnes atteintes d'obésité sévère à début précoce et 1 à 2 % des adultes obèses non sélectionnés. 53 La majorité des mutations ont été trouvées chez des sujets hétérozygotes, et généralement, les porteurs de mutations homozygotes ont un IMC plus élevé que les porteurs de mutations simples. Parmi les mutations de MC4R, 70 % sont faux-sens, le reste étant constitué de mutations non-sens et de décalage du cadre de lecture. 54 Parmi les porteurs hétérozygotes, la pénétrance de l'obésité est réduite, certains individus étant non obèses. Le modèle d'héritage de MC4R car le trait d'obésité a été mieux décrit comme codominant avec une modulation de l'expressivité et de la pénétrance. 5


pléiotropie
la production par un seul gène de deux ou plusieurs effets apparemment sans rapport.

trait polygénique un trait qui est influencé par plus d'un gène

recombinaison
le processus au cours de la méiose dans lequel les chromosomes homologues échangent des segments linéaires de matériel génétique, augmentant ainsi considérablement la variation génétique dans la progéniture et séparant les gènes liés

type sauvage le génotype ou le phénotype le plus courant pour une caractéristique donnée trouvée dans une population Lié à l'X / Lié au sexe un gène présent sur le chromosome X, mais pas sur le chromosome Y


Voir la vidéo: Génétiques des poulations Calcul des fréquences des phénotypes, génotypes et allèles avec dominance (Décembre 2021).