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Avant de se lancer tête baissée dans la génétique, il faut avoir quelques bases.
Tout d’abord, il faut savoir que ce qui fait un individu, c’est son ADN. Cet ADN fournit les informations nécessaires à savoir notre sexe, la couleur de nos cheveux, de nos yeux….
Ce qui nous importe, est de savoir comment ces informations se transmettent d’un individu à sa descendance.
Petit rappel sur l’ADN : assemblage de molécules qui se présente sous forme d’un brin.
L'ADN peut se comparer à de longues bandelettes couvertes d'un texte qui décrit les instructions de montage pour tout ce que nous sommes physiquement. Comme un mode d’emploi !
Et les chromosomes ?
Chaque chromosome est en double et forme des paires chromosomiques identiques. Le nombre de ces paires varie selon les espèces vivantes concernées, et si on quitte le domaine des mammifères certaines espèces n'ont pas que des paires!
Chez le mammifère (donc chez l’homme, comme chez le rat !) chaque individu possède un code de fabrication fait de 2x (un nombre n de paires de chromosomes) noté2N.
Pour comprendre : si une espèce à un nombre de paire de chromosomes égal à 3 alors N=3.
Cette espèce possède donc 6 chromosomes (2x3=6).
Les chromosomes sont représentés sous la forme d’un bâton ou d’un X.
La transmission des « messages »
Les parents sont donc des individus à 2N chromosomes.
Ces chromosomes se « séparent » et se « répartissent » lors de la division cellulaire.
Il en existe deux types :
* une qui donne deux cellules àADN identiques : la Mitose.
* l'autre qui donne deux cellules qui n'ont pas le même ADN : la Méiose.
La mitose : a lieu lorsqu'un tissu de notre organisme doit grandir ou se renouveler. Une cellule se divise pour en donner deux identiques, qui à leur tour se divisent en quatre cellules identiques, etc....
La méiose : La méiose est une division cellulaire spécifique aux cellules sexuelles,à savoir les cellules qui donneront les spermatozoïdes et les ovules que l'on appelle les gamètes.
Il faut donc maintenant que deux cellules sexuelles (gamètes) se rencontrent….
Chacune de ces cellules est une cellule à N chromosomes, qui vont se fondre en une cellule unique : 2N.
Le nouvel individu formé héritera donc d’un chromosome de maman et d’un chromosome de papa.
L’expression de l’ADN
L’ordre des molécules dans l’assemblage du brin d’ADN est le code.
Exemple : si le long du fil d'ADN il y a 1-1-4-3-2-2 ça veut dire: yeux bleus et si la séquence est 1-1-4-3-3-2 ça veut dire : yeux marrons. Ces séquences sont donc différentes versions du gène "couleur des yeux".
Ce qu’il faut retenir c’est que l’ADN est un code, tout au long duquel on retrouve des chromosomes codant chaque « caractère ». Chacune de ces séquences forme un gène qui peut exister sous différentes versions. Ces différentes versions sont les allèles.
En sachant que nous avons deux chromosomes dans chaque paire :
Les deux étant identique, ils codent la même chose au même endroit et nous avons donc deux fois le même type d’information.
La position "géographique" d'un gène sur le brin d'ADN s'appelle le locus. Il y a donc le locus de la couleur des yeux où se situe le gène "couleur des yeux". Il est toujours au même endroit, d'un individu à l'autre et sur chaque chromosome de la paire en question.
Il existe deux gènes : le gène simple et le gène complexe.
Le gène est dit simple s’il n’y a qu’un seul gène qui code le caractère.
Si par contre il faut plusieurs gènes pour obtenir un caractère, alors le gène est dit complexe.
La plupart des gènes du rat sont des gènes simples.
En ce qui concerne la couleur et le type d’oreilles, les gènes du rat sont des gènes simples.
Cependant, on parle de gènes complexes lorsqu’il s’agit de marquages.
Comment cohabite cette double information ?
Il y a deux cas :
- un gène s’exprime au détriment de l’autre car il est plus fort : c’est le gène dominant qui prime sur le gène récessif, qui ne s’exprime pas.
- Les deux gènes s’expriment en même temps : ils sont codominants.
Le génotype est donc l’ensemble des informations que nous transportons.
Le phénotype est le résultat des gènes que nous exprimons.
Deux individus d’aspect identique ont donc le même phénotype, mais pas obligatoirement le même génotype.
Exemple : deux rats hooded noir ont le même phénotype. Mais si l’un est un mâle et l’autre une femelle, ils n’ont pas le même génotype.
Nous sommes donc homozygotes si nous avons les deux exemplaires identiques.
Nous sommes hétérozygotes, si nous avons deux exemplaires différents pour un même gène.
Donc à retenir : un individu dont l'aspect est dûà des gènes dominants peut avoir différents génotypes, s'il transporte des gènes récessif qui ne s'expriment pas (il peut être homozygote pour ce gène, ou hétérozygote. On dit alors qu'il "porte" le gène récessif). Par contre, un individu dont le phénotype exprime des gènes récessifs n'a par définition pas de gènes dominants (il est obligatoirement homozygote pour ce gène) !
Avec toutes ces informations, vous êtes normalement prêts à vous lancer dans la génétique d’aspect (ce qui caractérise le physique) chez le rat.
- chaque rat est composé de différentes paires de chromosomes.
- Chaque information est en double, mais ne possède pas toujours la même version. Le rat peut porter des gènes récessifs qui ne sont pas exprimés physiquement (donc que l’on ne voit pas !)
Venons en à la génétique de couleurs du rat domestique.
Comme il est dit plus haut, les gènes qui régissent les couleurs du rat sont des gènes simples.
Pour que les informations « contenues » dans le père et dans la mère donnent des petits de telle ou telle couleur, il ne faut pas oublier la division cellulaire.
La division cellulaire donne un gène de la mère et un gène du père.
Pour « calculer » alors ce que donnera votre prochaine portée, il faut :
*connaître les caractéristiques physiques des parents (pas trop difficile !),
*connaître si possible les parents (pour savoir quels gènes sont portés),
*une feuille de papier,
*un crayon,
*et le tableau de correspondance génotype/couleur pour pouvoir faire votre petite cuisine (pour connaître les gènes qui caractérisent la couleur de votre rat).
Le moyen le plus simple pour faire ces calculs est l’utilisation de la table de Punnett.
Pour comprendre, voici un exemple très simple, sur lequel vous pourrez vous inspirez (en remplaçant bien sûr les données !).
Nous ne nous intéressons ici qu’à la couleur (pour les poils et les oreilles, reportez vous à la génétique simplifiée.)
EXEMPLE 1 : UN EXEMPLE SIMPLE
Mon mâle est un joli siamois. Sa future fiancée, est aussi une siamoise. Le génotype du siamois est A/- ch/ch pour une base agoutie et a/a ch/ch pour une base noire.Nous ne nous occupons pas ici des gènes portés comme le noir ou l’agouti, qui sont pour le siamois, des bases.
Avec ces informations, j’ai ce qu’il me faut pour remplir mon tableau.
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Mère
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ch/ch
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Père
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ch/ch
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Résultat
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ch/chouch/ch
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Les petits seront donc tous siamois.
EXEMPLE 2 : UN PEU PLUS COMPLIQUE (BEAUCOUP PLUS COMPLIQUE !)
Cet exemple montre l’importance de connaître la généalogie.
le chromosome 1 chez le rat, cas des siamois, albinos , RED et PED
Le chromosome 1 chez le rat contient 3 gènes bien connus : le gène albinos (avec les allèles albinos et siamois), le PED ("yeuxroses"), et le RED ("yeuxrouges"). Ces 3 gènes se trouvent sur des locus très proches les uns des autres. On dit alors qu'ils sont liés.
Les gènes éloignés en bout de branche peuvent facilement être séparés du reste du chromosome. C'est ce que l'on appelle le taux de recombinaison. Plus la distance est grande, plus le taux de recombinaison augmente. De plus, plus les gènes sont éloignés l'un de l'autre, plus le taux de recombinaison entre ces deux gènes en particulier augmente. C'est pourquoi la "distance génétique" est souvent évaluée en probabilité de recombinaison plutôt qu'en distance physique, car c'est une donnée plus importante pour la sélection.
Dans le cas du chromosome 1 du rat, ces 3 locus évoqués précédemment sont proches les uns des autres. La probabilité de les voir séparés par un crossing over est donc très faible.
Lorsque chacune de ces mutations est apparue, elle est apparue séparément des autres. On a donc 5 versions du chromosome 1 :
- C-P-R, le chromosome 1 sauvage, ne porte aucune de ces mutations.
- c-P-R porte l'allèle récessif albinos, c
- ch-P-R porte l'allèle récessif siamois, ch
- C-p-R porte l'allèle récessif "PED", p
- C-P-r porte l'allèle récessif "RED", r
Ces 3 gènes sont liés entre eux, et sont transmis comme s'ils étaient soudés, indissociables. Au lieu de considérer la transmission de chaque gène séparément, il faut considérer la transmission du chromosome 1 dans son ensemble. C'est pourquoi les 3 gènes seront notés ici ensemble, séparés par des tirets.
Si on prend un male siamois, et qu'on le croise avec une femelle beige, on n'obtiendra jamais de siamois beige. Pourquoi ? Voici le mécanisme de transmission des gènes liés :
Le père est siamois, donc ch/ch P/P R/R. Dans la liste des chromosomes 1 possibles, il a la version "siamois" en double : un chromosome (ch-P-R)1 et un chromosome (ch-P-R)2.
La mère est beige, donc C/C P/P r/r. Dans la liste des chromosomes 1 possibles, elle a la version "RED" en double : un chromosome (C-P-r)3 et un chromosome (C-P-r)4.
Chacun transmet au hasard un des deux chromosomes à chacun de ses enfants. Voici donc les possibilités pour la génération F1 :
- (ch-P-R)1(C-P-r)3 : C/chP/PR/r (normal, porteur siamois et RED)
- (ch-P-R)1(C-P-r)4 : C/chP/PR/r (normal, porteur siamois et RED)
- (ch-P-R)2(C-P-r)3 : C/chP/PR/r (normal, porteur siamois et RED)
- (ch-P-R)2(C-P-r)4 : C/chP/PR/r (normal, porteur siamois et RED)
Avec la table de Punnett ça donne ceci :
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(ch-P-R)1 |
(ch-P-R)1 |
(ch-P-R)2 |
(ch-P-R)2 |
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(C-P-r)3 |
(C-P-r)4 |
(C-P-r)3 |
(C-P-r)4 |
|
C/chP/PR/r |
C/chP/PR/r |
C/chP/PR/r |
C/chP/PR/r |
|
(normal, porteur siamois et RED |
(normal, porteur siamois et RED |
(normal, porteur siamois et RED |
(normal, porteur siamois et RED |
Ne tenons plus compte du gène PED : de toute façon cette famille ne comporte qu'une seule version, le dominant P. Ce gène n'influencera donc pas le résultat final. Donc tous les individus de cette génération portent un chromosome (ch-R) issu du père siamois et un chromosome (C-r) issu de la mère beige.
Si les gènes n'étaient pas liés, en croisant les individus de la génération F1 entre eux, on obtiendrait des normaux, des beiges, des siamois, et des "siamois beige".
Mais ce serait oublier la structure du chromosome 1 de ces individus ! En effet, examinons la transmission de ces chromosomes dans le cas d'un croisement consanguin entre les individus de la génération F1. Ce croisement peut s'écrire C/ch R/r x C/ch R/r si on tient compte de chaque gène séparément, mais aussi (ch-R)(C-r) x (ch-R)(C-r) si on tient plutôt compte de la structure réelle des chromosomes. Le résultat est alors :
- (ch-R)(ch-R) : ch/ch R/R (siamois)
- (ch-R)(C-r) : C/ch R/r (normal porteur siamois et RED)
- (C-r)(ch-R) : C/ch R/r (normal porteur siamois et RED)
- (C-r)(C-r) : C/C r/r (RED)
Que remarque t'on au final ? Qu'on peut continuer longtemps comme ça : de toute façon un rat ne peut pas porter plus de deux allèles "mutants" sur le chromosome 1. En effet, dans les 5 versions du chromosome 1 citées au début, il n'y a jamais plus d'un allèle mutant par chromosome. Et les chromosomes vont par deux... Donc pas plus de 2 allèles mutants par paire (logique...).
Un rat peut porter 0, 1, ou 2 de ces allèles, quels qu'ils soient. Cela signifie que si on croise les membres de cette famille entre eux sur 100 générations, les descendants seront tous obligatoirement dans un des cas suivants :
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(C-P-R) (C-P-R) : normal
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(c-P-R) (c-P-R) : albinos
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(ch-P-R) (C-P-r) : normal, porteur siamois et RED
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(c-P-R) (C-P-R) : normal, porteur albinos
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(c-P-R) (ch-P-R) : himalayen
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(C-p-R) (C-p-R) : PED homozygote (champagne , par exemple
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(ch-P-R) (C-P-R) : normal, porteur siamois
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(c-P-R) (C-p-R) : normal, porteur albinos et PED
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(C-p-R) (C-P-r) : normal, porteur PED et RED
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(C-p-R) (C-P-R) : normal, porteur PED
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(c-P-R) (C-P-r) : normal, porteur albinos et RED
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(C-P-r) (C-P-r) : RED homozygote (beige, par exemple)
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(C-P-r) (C-P-R) : normal, porteur RED
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(ch-P-R) (C-p-R) : normal, porteur siamois et PED
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JAMAIS il n'y aura de rat siamois porteur RED par exemple : pour cela il faudrait 2 allèles siamois plus un allèle RED, ce qui fait 3 allèles. donc il ne peut pas non plus y avoir de siamois beige : il faudrait alors 4 allèles mutants !
Attention toutefois, c'est de la théorie. En réalité une recombinaison qui aurait lieu entre ces gènes n'est pas strictement impossible, elle est seulement très peu probable, disons que cela arrive dans un cas sur un milliard par exemple.
Il faut déjà que cette recombinaison ait lieu chez un rat qui porte deux allèles mutants. Sinon, les branches sont échangées, c'est vrai, mais comme la même chose était écrite sur les deux de toute façon, ça ne change rien !
Imaginons que ce soit le cas. Dans ce cas apparaît un nouveau type de chromosome 1, par exemple (ch-P-r). Si on reproduit ce rat en consanguin, alors seulement on pourra voir apparaître un rat (ch-P-r)(ch-P-r), c'est à dire ch/ch P/P r/r, un "siamois beige".
Il est bien évident que si ce n'est pas impossible, c'est quand même très peu probable.
A ce niveau de probabilité, on obtient aussi facilement le même résultat en misant sur une mutation spontanée du gène R chez un rat siamois, qui donnerait à nouveau l'allèle r, sur un chromosome qui par ailleurs porte déjà l'allèle ch (donc on obtient là aussi un chromosome (ch-P-r)).
Une mutation spontanée qui donnerait à nouveau l'allèle r est cependant très peu probable, et il faut en plus que ça tombe sur un chromosome qui porte aussi l'allèle ch...
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