- (à partir de Gène et Type) l'ensemble de tous les gènes localisés dans les chromosomes d'un organisme donné. Dans un sens plus large, la génétique est la totalité de tous les facteurs héréditaires d'un organisme - à la fois nucléaires (génome) et non nucléaires, extrachromosomiques (c'est-à-dire Grande Encyclopédie Soviétique
Rappelez-vous ce qu'est un gène. Quelle est la fonction des gènes ? Comment l’information héréditaire est-elle réalisée au niveau de la génétique moléculaire de l’organisation de la vie ? Quels processus se produisent lors de la méiose ?
L'hérédité est l'un des principaux signes des êtres vivants. Il s’agit de la capacité du corps à conserver et à transmettre ses caractéristiques et caractéristiques de développement de génération en génération, c’est-à-dire par héritage. Grâce à cette propriété, chaque type d'organisme conserve certaines informations héréditaires.
La transmission des caractères héréditaires se produit lors de la reproduction. Avec la reproduction asexuée, la transmission se fait par des cellules non reproductrices : les caractéristiques de la progéniture sont alors les mêmes que celles de l'organisme maternel. Lors de la reproduction sexuée, les informations héréditaires sont transmises par les cellules germinales - les gamètes mâles et femelles. Quels signes auront les descendants - paternels ou maternels, quel est le mécanisme de manifestation des signes ? La génétique (du grec genèse - origine) répond à ces questions - la science des lois de l'hérédité et de la variabilité des organismes.
Programme héréditaire du corps. Les porteurs d'informations héréditaires sont des molécules d'ADN concentrées dans les chromosomes. Au cours du processus de division, ils se déplacent vers de nouvelles cellules. Mais ces cellules ne contiennent pas de caractères tout faits, ou phènes (du grec faino - évident), mais portent uniquement les inclinations structurelles de caractères possibles sous forme de gènes. La base matérielle de l'hérédité, qui détermine le développement d'un trait, est un gène - une section d'une molécule d'ADN. Il sert également d'unité de mesure pour un phénomène biologique tel que l'hérédité.
Le programme héréditaire de l'organisme est mis en œuvre selon le schéma suivant :
GÈNE -> PROTÉINE -> CARACTÈRE (FEN)
L'ensemble de toutes les caractéristiques héréditaires - les gènes d'un organisme, reçus des deux parents, est appelé génotype (du grec gène et fautes de frappe - empreinte, forme). Cependant, tous les traits héréditaires ne se manifestent pas dans le corps. Ainsi, les descendants peuvent être semblables à un parent à certains égards, mais semblables à un autre à d’autres égards. Parfois même, des signes caractéristiques d’ancêtres plus lointains apparaissent. L'ensemble des caractéristiques internes et externes qui apparaissent dans un organisme au cours du processus de son développement individuel est appelé phénotype (du grec faino et typos - empreinte, forme).
De nombreuses expériences ont montré que les chromosomes homologues contiennent des gènes qui régulent le développement des mêmes traits. Les gènes appariés responsables de la manifestation d'un trait sont situés dans les mêmes régions de chromosomes homologues. Par exemple, les nuances de couleur des cheveux, la couleur des yeux et la forme des oreilles se retrouvent dans les mêmes zones et chromosomes chez toutes les personnes. Les gènes sont généralement désignés par des lettres de l'alphabet latin : A, a. B, b, c, s, etc.
Les gènes appariés peuvent porter les qualités identiques ou opposées d’un trait. Par exemple, les gènes peuvent être responsables des caractéristiques de la couleur des cheveux foncés ou clairs, des yeux bleus ou bruns, de la couleur jaune ou verte des graines de pois, de la couleur rouge ou blanche des fleurs de muflier, etc. (Fig. 104). Si des gènes appariés portent les mêmes qualités d'un trait, ils sont alors désignés par deux lettres majuscules ou minuscules identiques (AA ou aa). Si des gènes appariés portent différentes qualités d'un trait, ils sont alors désignés par une lettre majuscule et une lettre minuscule (Aa), et la lettre majuscule est toujours écrite en premier lieu.
Rns. 104. Caractéristiques héréditaires des plantes : 1 - fleurs de muflier rouges (AA) et blanches (aa) ; 2 - graines de pois jaunes (AA, Aa) et vertes (aa)
Un organisme qui possède des gènes identiques sur des chromosomes homologues (AA ou aa) est appelé homozygote (du grec homo - identique, égal). Un organisme qui possède différentes qualités d'un gène dans les chromosomes homologues (Aa), c'est-à-dire portant des caractéristiques opposées, est appelé hétérozygote (du grec « hétéro » - différent).
Les observations montrent que certains signes apparaissent plus souvent que d’autres dans la nature. Par exemple, les fleurs avec une corolle rose sont plus courantes chez les cynorhodons, tandis que les fleurs de couleur blanche sont moins courantes. Cependant, les fleurs roses ne se trouvent jamais sur les buissons à fleurs blanches. Un autre exemple est la manifestation de la couleur des graines de pois. Une variété de pois ne contient que des graines jaunes, tandis qu’une autre n’a que des graines vertes. Les pois sont une plante autogame, donc la couleur de ses graines apparaît de manière cohérente dans chaque variété. Mais si vous croisez deux variétés entre elles, tous les pois se révèlent uniquement jaunes.
Des études expérimentales sur la nature de la manifestation de traits opposés ont permis d'établir que lors du croisement d'organismes, certains traits d'un couple apparaissent plus souvent que d'autres. Le trait prédominant, qui se manifeste toujours, aussi bien dans les états homozygotes qu'hétérozygotes, est appelé dominant (du latin dominantus - dominant). Le trait dominant est généralement désigné par des lettres majuscules : A, B, C, etc. (Fig. 105).
Riz. 105. Quelques caractéristiques humaines dominantes et récessives : 1 - lobe d'oreille libre (AA, Aa) ; 2 - lobe d'oreille fusionné (aa); 3 - capacité à rouler la langue dans un tube (Aa. Aa)
Le trait supprimé n'apparaît qu'à l'état homozygote, en présence de deux gènes de qualité égale. Un tel trait est appelé récessif (du latin récessus - retrait, déviation), et le gène est désigné par la lettre minuscule correspondante : a, b, c, etc. Dans un état hétérozygote, un trait récessif peut être complètement ou partiellement supprimé par un dominant.
Riz. 106. La mouche des fruits de la drosophile et ses chromosomes
Théorie chromosomique de l'hérédité. L'étude du processus de méiose a permis d'établir un lien entre la transmission des propriétés héréditaires des organismes et la formation de cellules germinales. La méiose assure l'apparition dans les gamètes d'informations génétiques de qualité variable. Cela est dû au comportement particulier des chromosomes au cours de la méiose, découvert à la suite d'un croisement.
Riz. 107. Thomas Hunt Morgan (1866-1945)
En 1912, sur la base de l'étude des mouches des fruits (Fig. 106), le scientifique américain Thomas Hunt Morgan (Fig. 107) formule la théorie chromosomique de l'hérédité. Ses principales dispositions sont les suivantes :
- l'unité d'information héréditaire est un gène situé sur un chromosome ;
- chaque chromosome contient de nombreux gènes ; ils y sont situés linéairement, c'est-à-dire dans un certain ordre les uns après les autres ;
- les gènes situés sur le même chromosome sont hérités par le corps ensemble, ou liés, et forment un groupe de liaison ;
- le nombre de groupes de liaison génétique est égal au nombre de paires de chromosomes homologues de l'organisme ;
- la liaison des gènes peut être perturbée au cours du processus de croisement, ce qui augmente le nombre de combinaisons de gènes dans les gamètes du corps ;
- Au cours du processus de méiose, les chromosomes homologues se retrouvent dans différents gamètes, les chromosomes non homologues se dispersent de manière aléatoire, indépendamment les uns des autres.
Exercices basés sur la matière abordée
- Définir l'hérédité. Qu'étudie la génétique ? Fournir des définitions de termes génétiques de base.
- Quelle est la différence entre le génotype et le phénotype d'un organisme ?
- Est-il possible de déterminer le génotype d’un individu sur la base uniquement de caractéristiques externes ? Dans quels cas ? Expliquez votre réponse.
- Pourquoi les gènes sont-ils par paires dans le corps ? Cette caractéristique est-elle préservée dans les organismes possédant un seul ensemble de chromosomes ?
- Quelles caractéristiques du comportement des chromosomes au cours de la méiose sous-tendent la théorie chromosomique de l'hérédité ?
- Énumérez les principales dispositions de la théorie chromosomique de l'hérédité.
- Déterminez combien de types de gamètes seront produits par des individus possédant les génotypes AA, Bb, AAcc, AaCc.
- Notez le schéma de croisement de deux individus de génotypes AA et aa, en utilisant les symboles génétiques suivants : P - individus parentaux ; G - gamètes des parents ; F - progéniture issue du croisement.
Génome appeler l'ensemble du matériel héréditaire contenu dans l'ensemble haploïde de chromosomes des cellules d'un type d'organisme donné. Le génome est spécifique à l'espèce, car il représente l'ensemble nécessaire de gènes qui assurent la formation de caractéristiques spécifiques à l'espèce des organismes au cours de leur ontogenèse normale. Par exemple, certaines espèces développent des organismes haploïdes qui se développent à partir d’un seul ensemble de gènes contenus dans le génome. Ainsi, chez un certain nombre d’espèces d’arthropodes, les mâles sont haploïdes et se développent à partir d’œufs non fécondés.
Lors de la reproduction sexuée, les génomes de deux cellules germinales parentales se combinent lors de la fécondation, formant génotype nouvel organisme. Toutes les cellules somatiques d'un tel organisme possèdent un double ensemble de gènes reçus des deux parents sous la forme de certains allèles. Ainsi, le génotype est la constitution génétique d'un organisme, qui est la totalité de toutes les inclinations héréditaires de ses cellules contenues dans leur ensemble chromosomique - le caryotype.
Riz. 3.67. Caryotypes d'organismes de diverses espèces :
je- robuste, II- Drosophile. III- personne
Caryotype - un ensemble diploïde de chromosomes caractéristiques des cellules somatiques d'organismes d'une espèce donnée, qui est une caractéristique spécifique à l'espèce et se caractérise par un certain nombre, une structure et une composition génétique de chromosomes (Fig. 3.67). Vous trouverez ci-dessous le nombre de chromosomes des cellules somatiques de certains types d'organismes.
Si le nombre de chromosomes dans un ensemble haploïde de cellules germinales est noté P, alors la formule générale du caryotype ressemblera à 14h, où est la valeur P. varie selon les différentes espèces. Étant une espèce caractéristique des organismes, le caryotype peut différer chez certains individus de manière particulière. Par exemple, les représentants de sexes différents ont fondamentalement les mêmes paires de chromosomes ( autosomes), mais leurs caryotypes diffèrent par une paire de chromosomes ( les hétérochromosomes, ou chromosomes sexuels). Parfois, ces différences consistent en un nombre différent d'hétérochromosomes chez les femmes et les hommes (XX ou XO). Le plus souvent, les différences portent sur la structure des chromosomes sexuels, désignés par des lettres différentes -X et Y (XX ou XY).
Chaque type de chromosome du caryotype, contenant un ensemble spécifique de gènes, est représenté par deux homologues hérités des parents avec leurs cellules germinales. Un double ensemble de gènes contenus dans un caryotype - un génotype - est une combinaison unique d'allèles appariés du génome. Le génotype contient le programme de développement d'un individu particulier.