Génétique: Liaison et recombinaison génétiques
110 cartesLes concepts clés de la liaison génétique, de la recombinaison, des cartes génétiques et de l'analyse des tétrades, avec des exemples expérimentaux.
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Génétique Mendélienne Avancée : Liaison Génétique et Tétrades
Ce document concis résume les concepts clés de la liaison génétique, de la recombinaison et de l'analyse des tétrades, essentiels pour la génétique mendélienne avancée.Introduction à la Liaison Génétique
La génétique mendélienne est complétée par la Théorie Chromosomique de l'Hérédité :
- Les gènes sont portés par les chromosomes.
- Le phénomène de liaison génétique décrit la transmission conjointe de gènes situés sur le même chromosome.
La Recombinaison : Source de Diversité
La recombinaison est un phénomène qui crée de nouvelles associations de gènes par rapport aux parents.
- Elle se produit principalement pendant la méiose.
- Elle conduit à l'apparition de génotypes hybrides ou recombinants.
Pour détecter les recombinants, un croisement-test (test-cross) est souvent nécessaire.
Types de Recombinaison
- Recombinaison Interchromosomique :
- Dite par assortiment indépendant des chromosomes.
- Fréquence de recombinaison (FR) = 50%.
- Dans un test-cross, chaque classe recombinante représente 25% des descendants (rapport 1:1:1:1).
- Indique que les gènes étudiés sont sur des chromosomes différents.
- Recombinaison Intrachromosomique :
- Produite par le crossing-over (CO).
- Fréquence de recombinaison (FR) = <50%.
- Indique que les gènes sont liés sur le même chromosome.
- Un CO n'a pas lieu à chaque méiose ; s'il se produit, la moitié des produits de cette méiose seront recombinants.
Le Crossing-Over (CO)
Le CO est l'échange de segments entre chromatides non sœurs de chromosomes homologues.
- Permet aux gènes sur le même chromosome de présenter des combinaisons différentes.
- Implique 4 étapes : cassure des chromatides, jonction, séparation en anaphase I, et séparation des chromatides en anaphase II.
- Les points d'échange sont appelés chiasmas.
- Plus les gènes sont éloignés sur le chromosome, plus la probabilité de CO et donc de recombinants est élevée.
Fréquence de Recombinaison et Cartographie Génétique
La fréquence de recombinaison (FR) est le rapport entre le nombre de recombinants et le nombre total de descendants.
Elle sert de mesure pour la distance linéaire entre deux gènes sur une carte génétique (ou carte de liaison).
- Introduite par Morgan et Sturtevant en 1911.
- Une unité de carte génétique (u.g.), ou centiMorgan (cM), correspond à une FR de 1%.
- Les cartes génétiques montrent les positions relatives des gènes sur un chromosome.
Exemples
- Drosophile (Morgan) : 17% de recombinants 17 cM entre les gènes b et vg.
- Pois de senteur : 6,2% de recombinants 6,2 cM.
Distinction entre Cartes Génétiques et Physiques
| Type de Carte | Unité | Description |
|---|---|---|
| Génétique | cM (centiMorgan) | Basée sur la fréquence de recombinaison (positions relatives). Ex: Homme = 2800 cM, Femme = 4800 cM (plus de recombinaison chez la femme). |
| Physique | pb (paires de bases) | Basée sur la distance réelle en nucléotides (emplacement spécifique). Ex: Être humain 3 000 Mpb. |
Les fréquences de CO ne sont pas uniformes le long du chromosome, donc 1 cM ne correspond pas à une distance physique absolue constante.
Intérêt des Cartes Génétiques
- Identifier les régions du génome contrôlant un caractère.
- Cartographie fine et clonage positionnel.
- Étude de la synténie et de l'organisation des génomes.
- Prédiction de la localisation des gènes.
- Analyse des variations de fréquence de recombinaison (ex: différence selon le sexe).
Calcul de la Fréquence de Recombinaison avec Double Crossing-Over (DCO)
Lorsqu'il y a des doubles crossing-overs, les classes recombinantes les plus rares peuvent être des DCO. Pour un croisement trihybride, la distance entre les gènes est ajustée en comptant deux fois les doubles recombinants.
Exemple de Croisement Trihybride (Drosophila : gènes v, cv, ct)
Parents:
Pour calculer la FR entre les loci v et cv, il faut ajouter deux fois les classes de DCO (les plus rares) au numérateur des recombinants.
FR entre v et cv = (Recomb. SIngles + 2 * DCO) / Total Individus × 100
L'ordre des gènes sur le chromosome est déterminé par la FR : le gène central est celui qui minimise la somme des FR adjacentes.
Interférence et Coefficient de Coïncidence
Le phénomène d'interférence décrit comment un CO dans une région peut affecter la probabilité d'un autre CO dans une région adjacente.
- Les DCO observés sont souvent moins fréquents que les DCO attendus par hasard.
- L'interférence quantifie cette réduction.
Le coefficient de coïncidence (CC) mesure l'interférence :
L'interférence est donnée par :
- Si , alors (interférence totale, aucun DCO observé).
- Si , alors (aucune interférence, DCO observés = attendus).
Particularité chez la Drosophile
- Chez le mâle Drosophila, il n'y a jamais de crossing-over.
- Les croisements-tests utilisent des femelles hétérozygotes.
Analyse de Tétrades
L'analyse de tétrades est une méthode pour étudier la ségrégation et la recombinaison chez les organismes haploïdes (ex: Neurospora crassa).
- Permet d'observer directement les produits de la méiose (4 ou 8 spores).
- Les tétrades peuvent être ordonnées (disposition reflétant les divisions méiotiques) ou non ordonnées.
Classification des Tétrades pour la Cartographie
- Ditype Parental (DP) : Contient uniquement les génotypes parentaux.
- Ditype Non Parental (DNP) : Contient uniquement des génotypes recombinants.
- Tétratype (T) : Contient les quatre types de génotypes (parentaux et recombinants).
Formule pour la fréquence de recombinaison (FR) dans l'analyse de tétrades non linéaires :
L'analyse des tétrades simplifie l'observation directe des produits méiotiques dans les haploïdes.
Recombinaison et Ségrégation Mitotique
- Normalement, la recombinaison et la ségrégation sont des phénomènes méiotiques.
- La recombinaison peut aussi se produire à faible fréquence lors de la mitose dans les cellules somatiques (reconnaissance appelée crossing-over mitotique).
- Les CO mitotiques sont rares mais peuvent être source de variation chez certains organismes sans cycle sexuel (ex: champignons).
- La ségrégation mitotique, bien que rare, peut être observée (Curt Stern, 1936).
La mitose ne ségrège pas les chromosomes homologues comme la méiose, ce qui rend les CO mitotiques moins fréquents et différents en termes de conséquences.
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