Quelques réponses aux questions que nous nous sommes posé sur la génétique!
(Néophytes en génétique nous résumons ici les résultats de nos  recherches.)

Génétique


Sommaire:

   Introduction
   La cellule
   Les groupes sanguins
        Quel est votre groupe sanguin?
          Donner et recevoir du sang
   Les chattes trois couleurs
   Les chats roux sont-ils tous des mâles?
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 Blood group


 Introduction


    Commençons par parler des chatons. Peut-on prévoir les caractéristiques (le phénotype) des petits connaissant celles des parents?
    Par exemple un chat tigré de lignée pure qui se reproduit avec un chat noir donne une portée où tous les chatons sont tigrés! Si ensuite nous croisons les chats tigrés de la portée on obtient en moyenne à la seconde génération trois quart de tigrés et un quart de noir...
    Autre question, pourquoi les chats écailles de tortue ("trois couleurs") sont toujours des femelles?
    Pourquoi de manière générale il y a autant de femelles que de mâles?
    Ces transmissions de caractères ne s'observe pas seulement chez les animaux, mais aussi chez les plantes: si l'on croise deux lignées pures de petits pois à fleurs rouge et l'autre blanche, en première génération toutes les fleurs sont rose, et en deuxième génération 25% rouge, 25% blanche, et l'autre moitié rose...

    Nous allons maintenant tenter d'expliquer ces résultats.
Supposons qu'à chaque caractéristique d'un individu soit associé ce qu'on va appeler un gène. L'individu ayant deux parents nous associons les gènes par pair.
    Dans le premier exemple la caractéristique tigré est notée 'T' et noir (non-tigré) 't'. On a donc trois sortes de génotypes: TT, Tt et tt.

TT et tt sont deux lignée pures respectivement tigré et noir. Quand deux gènes différents sont appariés deux cas se présentent:
-soit un seul s'exprime sur le phénotype, celui-ci est dit dominant, et l'autre récessif.
-soit les deux s'expriment, il y a codominance (une sorte de mélange).
Pour Tt, 'T' est dominant (en apparence le chat TT est identique au Tt) mais 't' reste quand même présent au niveau des gènes, et donc de l'héridité. Un chat Tt a 'T' dominant et est conducteur pour 't'.

    Lors de la création des spermatozoïdes et des ovules (les gamètes) les gènes se séparent en deux, et lors de la fécondation ils s'apparient à nouveau pour former l'oeuf:


Nous pouvons alors expliquer les résultats:


A vous de jouer!
Considerez tous les cas possibles, vous avez les parents:

    TT et TT
    tt  et  tt
    Tt  et TT
    Tt  et tt

trouvez les enfants.

Réponses:

Tous tigrés
Tous noir
50% TT/50% Tt
50% Tt/50% tt

Essayons de comprendre pourquoi cela fonctionne ainsi. Nous trouverons la réponse à l'intérieur des cellules qui constituent notre corps...

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 La cellule


    Tous les êtres vivants sont constitués d'un assemblage de cellules. Que les organismes soient unicellulaires (une seule cellule défini l'individu), ou pluricellulaires (plusieurs cellules), ils transmettent leurs caractéristiques à leur descendance. L'information génétique doit alors être recherchée dans cette parcelle minimale de vie:

Pour savoir où se situe l'information génétique réalisons une expérience avec une algue unicellulaire géante:
Ph. © Danrigal/Jacana
Expérience 1: sections et régénérations (illustrations extraites d'un livre scolaire: Biologie en Terminale D chez Bordas, 1989)




Expérience 2: transplantation du noyau




Expérience 3: greffe croisée de noyaux



Nous savons donc que l'information génétique est dans le noyau, étalons son contenu (ici chez un amphibien, le pleurodèle):

 Ph. © C. Dournon/Photeb

    Nous reconnaissons ce que l'on appelle des chromosomes, nous constatons que ceux-ci s'associent par paires. En les rangeant par ordre de tailles décroissantes on obtient le caryotype de l'espèce:
  Homme
Ph. © Pr. J. Lejeune-CNRI/T
    Ces paires sont des chromosomes homologues, ceux-ci sont de structure identique mais ne contiennent pas exactement la même information génétique, l'un provient de la mère, l'autre du père. La vie sexuée en est l'origine.
    Nous observons une paire particulière -la dernière-, celle-ci détermine le sexe de l'individu: un grand et un petit c'est un mâle (XY), deux grands c'est une femelle (XX).
     Chaque chromosome peut à son tour se séparer en deux chromatides, cette fois, strictements identiques:


A une chromatide correspond une molécule d'ADN, cette fameuse molécule géante où est inscrit le code génétique comme une suite de quatre bases A, C, G et T, qui comme un alphabet décrivent nos caractéristiques.
    Chez l'être humain il y a 23 paires de chromosomes homologues, soit 46 chromosomes en tout.
    Revenons sur la création des gamètes : la méiose.

et si on veut pousser le bouchon un peu plus loin il y a 92 chromatides dans chaque cellule et 46 molécules d'ADN différentes.

La méiose réduit de moitié le nombre de chromosomes d'une cellule en séparant les chromosomes maternels et paternels:
Les paires homologues s'apparient, pour chaque paire 2 possibilités, paternel à droite et maternel à gauche, ou le contraire.
Donc ici pour 3 paires de chromosomes 2x2x2 cas, soit 8 types de gamètes possibles.

Pour le père 8 sortes de spermotozoïdes, pour la mère 8 sortes d'ovules, et combien d'enfants différents possibles?
8x8 soit 64.

L'humain, lui, a 23 paires de chromosomes, un seul couple a un nombre gigantesque d'enfants possibles!

    Comprennant ce mécanisme on se rend compte qu'un couple humain peut avoir plus de 70 000 milliards d'enfants différents! (moitié filles / moitié garçons)
    On a autant de chromosomes de son père que de sa mère, en un sens on ressemble autant à l'un qu'à l'autre. Mais on a que la moitié du patrimoine de chacun, le reste n'est pas transmis.
    Chacun des parents à lui-même la moitié de chacuns de ses parents (grands parents). Par contre on peut, par exemple, plus hériter de sa grand mère paternelle que de son grand père paternel.
    Il y a brassage de gènes sans que de nouveaux soient créés.

Pour expliquer l'évolution des espèces d'autres facteurs doivent donc intervenir.

    Nous réalisons aussi que tous les êtres vivants, les animaux ou végétaux, on la même origine. En effet quelquesoit la parcelle de vie nous avons tous des chromosomes, constitués des mêmes 4 bases, qui, associées par trois, codent la synthèse de protéines, et le code est universel!
    En revanche le nombre de chromosomes change d'une espèce à l'autre, et l'enchaînement des bases permet d'identifier l'espèce et l'individu sans ambiguité.

Tableau indiquant le nombre de paires de chromosomes homologues suivant les espèces:
Animaux
Végétaux
Drosophile 4
 Crocus 3
Poule
 16
 Pois 7
Chat
 19
 Oignon 8
Homme
 23
 Maïs
 10
Cheval
 32
 Tomate
 18
Chien
 39
 Tabac
 24

Les bases décrites décrivons maintenant différents aspects concrets de la génétique.

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 Les groupes sanguins


    Le groupe sanguin se transmet des parents aux enfants, par la paire de chromosomes n°9. Il y a 4 groupes sanguins possibles A, B, O et AB.
Il y a 3 gènes A, B et O.
A et B sont dominants sur O.
A et B sont codominants.
    De plus pour que les sangs soient compatibles il faut qu'ils aient les mêmes rhésus. Le rhésus est situé sur la paire de chromosomes n°1.
Le rhésus peut-être soit positif (+), soit négatif (-).
Le gène + domine le -.

groupe
 A
 B
 AB
 O
génotype
 (AA) ou (AO)
 (BB) ou (BO)
 (AB)
 (OO)

rhésus
 +
 -
génotype
 (++) ou (+-)
 (--)

Premier cas:

Nous avons un père O- et un mère AB-.
Si le rhésus et -, nécessairement le génotype est (--). Donc tous les enfants seront de rhésus négatifs.

groupe O -> génotype (OO) -> gamètes O
groupe AB -> génotype (AB) -> gamètes A ou B

Les enfants auront le génotype: (AO) ou (BO)
Leur groupe sanguin sera soit A-, soit B-.

Deuxième cas:

En déduire, si possible, les génotypes de chaque membre de la famille.

Réponse: prendre un miroir!!!


Groupe sanguin d'Alice ?

Sachant que sa mère est A- et que son père est O+ quelles sont les possibilités pour le groupe sanguin d'Alice?

Géno
type
(OO)
(++) 		(OO)
(+-)

gamè
tes
O+
 O+
O+
 O-
(AA)
(--)
A-
A-
(AO)
(+-)
 (AO)
(+-)
(AO)
(+-) 		(AO)
(+-)
(AO)
(+-) 		(AO)
(--)
(AO)
(+-) 		(AO)
(--)
(AO)
(--)
A-
O-
(AO)
(+-) 		(AO)
(+-)
(OO)
(+-) 		(OO)
(+-)
(AO)
(+-) 		(AO)
(--)
(OO)
(+-) 		(OO)
(--)
16 possibilités
dont:

A+   (56%)

A-   (19%)

O+   (19%)

O-    (6%)

Quel est votre groupe sanguin?


Fréquence des groupes sanguins:

Dans le monde:
 En France:
 Arborigènes d'Australie:
O    39%
 O    45%
 O    39%
A     31%
 A    44%
 A    61%
B     23%
 B      8%
 B      0%
AB    7%
 AB    3%
 AB   0%

Donner et recevoir du sang:

    Le sang est constitué de globules rouges qui baignent dans le plasma. Comment reconnait-on le groupe sanguin à partir du sang?
    Quelqu'un du groupe A possède des antigènesA à la surface des hématies:

Encore appelés glycolipides.
Autre nom des globules rouges.

    De plus dans le plasma il y a les anticorps anti-A ou anti-B dirigés contre les antigènes que les hématies ne possède pas:


Il s'agit d'agglutinine.

Le donneur doit avoir un sang compatible avec le receveur pour éviter l'agglutination. Suite à un don de sang le plasma et les globules sont séparés à la centrifugeuse. Puis lors d'une transfusion seul les globules sont transfusés. Exemple de sang incompatibles:


Une methode rapide pour savoir si les sangs sont compatibles consiste à mélanger une goutte de globules avec une goutte de sang du receveur. On voit à l'oeil nu s'il y a agglutination ou pas. De même pour voir si on a la même groupe on mélange deux gouttes de sang.

Donner
 Recevoir
AB
 AB
 Tous
A
 AB, A
 O, A
B
 AB, B
 O, B
O
 Tous
 O

-> receveur universel


-> donneur universel

    Pour les rhésus, un Rh+ peut recevoir du sang Rh+ ou Rh-, et un Rh- ne doit recevoir que du sang Rh-.
    On dit usuellement que dans la famille on a le même sang, or on voit ici qu'on ne peut pas toujours donner son sang à ses enfants.
    Prenons l'exemple des parents O- et A+ qui ont des enfants 0+. Le père A+ ne peut pas donner son sang à ses enfants, alors que la mère O- le peut. Par contre les enfants peuvent donner leur sang à leur père, mais pas à leur mère!

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 Les chattes trois couleurs


    Pour les chats il y a situé sur le chromosome X le gène "roux" (R) ou le gène "brun" (B).
R et B sont codominants: XRXR : femelle rousse

XBXB : femelle brune

XBXR : femelle trois couleurs

XRY   : mâle roux

XBY   : mâle brun

On voit ainsi qu'un chat trois couleurs est nécessairement une femelle.
Cas des petits d'une femelle trois couleurs et d'un mâle roux:
Géno
type
femelle trois couleurs
XRXB

Ga
mè
tes
  XR 
  XB 
mâle

XRY

roux
XR
Y
XRXR

femelle
rousse
 XRXB
femelle
trois
couleurs
XRY

mâle
roux
 XBY

mâle
brun


La famille de Dina:

    Dina est une chatte brune. Sa mère Bidouille et sa grand-mère Jeanette sont des trois couleurs. Les pères sont inconnus. Que dire malgrès tout du père de Dina et de celui de Bidouille?

Réponses:

Le X du père de Dina est nécessairement brun, il est donc brun. Par contre pour le père de Bidouille  on ne sait pas.

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 Les chats roux sont-ils tous des mâles?


    Non! Mais peut-être qu'il est plus rare qu'une femelle soit rousse? Si nous supposons que le gène roux est aussi fréquent que le gène brun, il y aurait autant de mâles roux que brun (un Y est associés à un X roux ou brun équiprobables).
Pour les femelles?



Quatre possibilités: une rousse, 2 trois couleurs et une brune. Donc une chatte sur 4 serait rousse, ce qui donne 2 fois plus de chances pour qu'un chat roux soit mâle.

    Mais bon, on sait bien que les chats roux sont plus rares que les bruns, on peut supposer qu'il y a que 10% de gène roux.
    Déjà ça fait 10% de mâles roux.
    Pour les femelles:



Ce qui fait 1% de femelles rousses.

    Il y a donc globalement 10 fois plus de chances qu'un chat roux soit mâle. Et généralement plus le gène roux est rare plus les femelles rousses le sont.

S'il y a 1 gène pour 100 roux, il y a pour 100 chat roux une seule femelle rousse.
chatte rousse vue en Thaïlande Chatte rousse vue en Thaïlande

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