Génétique: 2 causes principales des variations génétiques

2 Les principales causes de variations génétiques sont les suivantes: 1. Recombinaison et 2. Mutations.

Recombinaison (nouvelles combinaisons):

Ils sont le remaniement des gènes parentaux et de leurs liens afin de produire de nouveaux génotypes. La recombinaison se développe pour trois raisons:

(i) Assortiment indépendant de chromosomes pendant la méiose ou la formation de gamètes. Deux paires de chromosomes peuvent être assorties en 2 ² = 4 voies, 3 paires en 2 ³ voies, 7 paires en 2 ⁷ voies, 10 paires en 2 ¹⁰ voies alors que 23 paires de chromosomes peuvent être assorties en 2 ²³ ou 8, 6 millions de façons dans les gamètes ; mâle (spermatozoïdes) et femelle (oeufs).

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(ii) Fécondation aléatoire ou fusion aléatoire de gamètes. N'importe lequel des gamètes possibles peut être associé à tout autre gamète possible de l'autre sexe. Ainsi, si un organisme possède 2 paires de chromosomes formant quatre types de gamètes, 4 x 4 = 16 types de combinaisons peuvent être produits dans la progéniture par fécondation aléatoire. Chez l’être humain, cette possibilité est de (8, 6 x 10 ⁶ ) x (8, 6 x 10 ⁶ ) ou 70 x 10 ¹² combinaisons alors que la population humaine totale n’est que d’environ 6 x 10 ⁹ .

(iii) Passage à niveau:

Il se produit pendant le pachytène de la méiose I. Le croisement crée de nouvelles liaisons dues à l'échange mutuel de segments entre des chromatides non-déposantes de chromosomes homologues. Il augmente le nombre de recombinaisons de plusieurs millions.

Mutations (L. mutare - changer):

Les mutations sont de nouvelles variations discontinues héréditaires soudaines qui apparaissent dans les organismes en raison du changement permanent de leurs génotypes. Le terme «mutation» a été inventé par Hugo de Vries (1901). De Vries a également proposé la théorie de la mutation de l'évolution dans son livre «The Mutation Theory», publié en 1903. Avant De Vries, Darwin avait proposé que l'évolution se produise en raison de variations (ou recombinaisons) continues.

La même chose n'est pas possible car les recombinaisons n'introduisent pas de nouveaux gènes ni allèles. Bateson (1894) a laissé entendre que l'évolution était due à des variations importantes ou discontinues. De Vries a proposé la même chose sous la forme d'une théorie. Hugo de Vries a travaillé sur Oenothera lamarckiana ou Evening Primrose.

De Vries a observé 834 mutations sur une population de 54 343 plantes. Des travailleurs ultérieurs ont découvert que les «mutations» observées par De Vries étaient en réalité des aberrations chromosomiques et des polyploïdes. Les mutations entraînent des modifications soudaines et discrètes du matériel génétique ou du matériel génétique des organismes. Ils ajoutent de nouvelles variations dans les populations et sont la source de l'évolution.

Les mutations apparaissant dans les cellules germinales sont appelées mutations germinales. Ils sont transmis à la progéniture. Les mutations apparaissant dans les cellules du corps (autres que germinales) sont appelées mutations somatiques. Ils meurent généralement avec la mort du corps. Habituellement, les cellules somatiques ne sont pas transmises à la progéniture, sauf lorsque le mode de reproduction est asexué ou végétatif, par exemple, Orange Navel (Brésil, 1820).

Selon la cause, les mutations sont de trois types: les mutations génomatiques, chromosomiques et géniques. Les mutations génomatiques sont des modifications du nombre de chromosomes. Ils sont de deux types, la polyploïdie et l’aneuploïdie. Les mutations chromosomiques sont des modifications du nombre et de la disposition des gènes dans les chromosomes. On les appelle aussi aberrations chromosomiques. Ils sont assez fréquents dans les cellules cancéreuses. Les mutations génétiques sont des modifications de la forme et de l'expression des gènes.

Polyploïdie:

C'est le phénomène d'avoir plus de deux jeux de chromosomes ou de génomes. La polyploïdie se produit naturellement dans la nature en raison de l'incapacité des chromosomes à se séparer au moment de l'anaphase, en raison d'une non-disjonction ou en raison de la non-formation d'un fuseau. Il peut être induit artificiellement par application de colchicine ou de granosan. Un organisme ou son caryotype ayant plus de deux génomes est appelé polyploïde.

Selon le nombre de génomes présents dans un polyploïde, il est connu sous les noms de triploïde (3n), tétraploïde (4n), pentaploïde (5n), hexaploïde (6n), etc. Polyploïdes à nombre impair de génomes (c.-à-d. Triploïdes, pentaploïdes) sont sexuellement stériles parce que les chromosomes impairs ne forment pas de synapsis.

Ils se propagent donc par voie végétative, par exemple, banane, ananas. Les polyploïdes ne se croisent pas non plus librement avec les diploïdes. Ils ont généralement un effet gigas tant au niveau morphologique que biochimique en raison de l'augmentation de la fréquence des allèles dominants.

La polyploïdie est de trois types: autopolyploïdie, allopolyploïdie et autoallopolyploïdie.

(i) Alltopolyploïdie:

C'est un type de polypoïde dans lequel il y a une augmentation numérique du même génome, par exemple, autotriploïde (AAA), autotétraploïde (AAAA). Certaines plantes cultivées et de jardin sont des autopolyploïdes, par exemple. Maïs, riz, gramme L'autopolyploïdie induit un effet gigas.

ii) allopolyploïdie:

Il s'est développé par hybridation entre deux espèces, suivie d'un doublement des chromosomes (par exemple, AABB). Allotétraploïde est le type commun. Les allopolyploïdes fonctionnent comme de nouvelles espèces, par exemple, le blé, le coton américain, Nicotiana tabacum. Raphanobrassica et Triticale sont deux allopolyploïdes récemment produits.

(iii) autoallopolyploïdie:

C'est un type d'allopolyploïdie dans lequel un génome est à l'état plus que diploïde. Les autoallopolyploïdes sont généralement des hexaploïdes (AAAABB), par exemple Helianthus tuberosus.

Aneuploïdie (hétéroploïdie):

C'est une condition d'avoir moins de chromosomes ou plus de chromosomes que le nombre de génomes normal de l'espèce. L’aneuploïdie est de deux types: hypoploïdie ou perte de chromosomes et hyperploïdie ou addition de chromosomes. Les organismes présentant une aneuploïdie sont appelés aneuploïdes ou hétéroploïdes.

Elles sont désignées par le nombre de chromosomes affectés avec le suffixe —somic, par exemple nullisomique, monosomique, trisomique, etc. L’aneuploïdie est généralement due à la non-disjonction des deux chromosomes de la paire homologue, de sorte qu’un gamète possède un chromosome supplémentaire (N +1) tandis que l’autre devient déficient dans un chromosome (N-1). La fusion avec des gamètes similaires ou normaux donne lieu à quatre types d'aneuploïdes.

N x (N-1) = 2N -

(N-1) x (N-1) = 2N - 2

N x (N + 1) = 2N +

(N + 1) x (N + 1) = 2N +

Une autre méthode permettant d'obtenir une aneuploïdie consiste à perdre les chromosomes d'un caryotype normal ou polyploïde en raison d'une mitose défectueuse.

Hyperploïdie:

1. Trisomique (2N + 1):

Il a un chromosome en triple. La double trisomique a deux chromosomes différents en triple exemplaire (2N +1 + 1). La trisomique montre un certain nombre de changements, dont certains sont mortels. Le syndrome de Down est d'origine trisomique, le chromosome 21 en triple. Le syndrome de Patau est une trisomie du 13ème chromosome. Le syndrome de Klinefelter a un chromosome X supplémentaire.

2. Tétrasomique (2N + 2):

Il est aneuploïde et son chromosome est représenté quatre fois. La tétrasomique montre plus de variabilité que la trisomique. On pense que la polyploïdie secondaire a donné naissance à de nouvelles espèces, à la fois la trisomique et la tétrasomique, par exemple, Apple, Pear.

Hypoploïdie:

3. Monosomique (2N - 1):

C'est un aneuploïde dans lequel un chromosome est dépourvu de son homologue. Monosomic est généralement plus faible que la forme normale. Le syndrome de Turner est une monosomie sexuelle chez l'homme (44 + X).

4. Nullisomique (2N - 2):

L'aneuploïde est déficient en une paire complète de chromosomes homologues. Les nullisomiques ne survivent que chez les polyploïdes.

5. Aneuploïdes mélangés:

Ce sont des aneuploïdes à la fois hypoploïdie et hyperploïdie, par exemple, 2N + 1A - 1B.