La biodiversité désigne toutes les variations du monde vivant. Cette diversité biologique est évidente lorsqu’on imagine la quantité fantastique d’espèces différentes (découvertes ou encore inconnues) qui vivent ou ont vécu sur Terre. C’est la biodiversité spécifique. Au sein de chaque espèce, on constate un autre niveau de biodiversité : la biodiversité génétique, [...] Le troisième niveau est la biodiversité des écosystèmes. Il correspond à la diversité des milieux de vie, incluant les espèces qui les habitent et toutes les relations qu’elles ont entre elles (qui mange qui, qui parasite qui, etc…).
​
Hervé Le Guyader, chercheur en systématique et évolution
​
​
I) Les gènes, unités de l’information génétique :
L'existence de garçons ayant deux chromosomes X (on parle du syndrôme du mâle XX) montre que ce ne sont pas les chromosomes entiers qui déterminent un caractère comme le sexe.
Documents de travail de l'activité 1
​
Le garçon a deux chromosomes X mais a aussi en plus un morceau de chromosome Y! (DOC1) On peut dire que seul un petit bout du chromosome Y (que l’on appelle « gène SRY ») détermine le sexe masculin (DOC2).
CE qui amène à la définition d'un gène:
Un gène, qu'est-ce que c'est?
Chaque chromosome porte plusieurs milliers de gènes. Un gène est une portion d’un chromosome (donc un morceau d'ADN) portant une information (caractère héréditaire). On compte environ 28 000 gènes chez l'humain. ( la mouche du vinaigre en possède 13000 environ, et le riz en possède environ 33 000...)
Cependant, l'être humain possède des paires de chromosomes. Par exemple, il possède deux chromosomes n°9. En réalité, nous possédons environ 28 000 gènes DIFFERENTS. Mais chacun de ces gènes existe en 2 exemplaires.
Par exemple, le gène déterminant le groupe sanguin existe en deux exemplaires, un sur chaque chromosome de la paire n°9
Comment expliquer que nous n’ayons pas tous le même groupe sanguin alors que nous possédons tous le gène qui détermine le groupe ?
Qu'est-ce qu'un groupe sanguin?
La présence de molécule A ou B sur la surface des globules rouges dépend de la présence de différentes versions du gène ABO. En effet, le gène ABO existe sous trois versions différentes;
-version A, donnant des molécules A
-version B, donnant des molécules B
-version O, ne donnant rien
Cependant, comme nous possédons deux exemplaires du gène ABO, nous pouvons en posséder deux versions différentes. Les versions A et B sont dominantes sur O car, si on possède par exemple une version A et une version O (cette dernière ne donnant rien), on aura des molécules A (on sera donc de groupe A).
Les allèles: les différentes versions d'un gène
Un même gène peut exister sous plusieurs versions, appelées allèles. Pour un même gène, nos cellules peuvent posséder deux fois le même allèle, ou deux allèles différents. Certains allèles peuvent être dominant ou récessif.
Exemple de la mucoviscidose
Quelques définitions:
​
GENOTYPE: Ensemble des gènes portés par un individu(ex: les allèles A, B ou O)
​
PHENOTYPE: Ensemble des caractéristiques d'un individu résultant de l'expression de ses gènes et de leurs éventuelles interactions avec l'environnement. (ex: les molécules du groupe sanguin, la couleur de peau, des yeux, être daltonien ou non...)
​
GENOME: Ensemble des gènes portés par une espèce ("le génome humain comporte 28000 gènes")
​
La mucoviscidose, qu'est-ce que c'est?
Au niveau des allèles, qu'est-ce que cela donne?
L'allèle "normal" est dominant et donne la bonne molécule. L'allèle "défecteux" est récessif: il faut donc posséder deux allèles défecteux pour être malade. Certaines personnes sont sains mais portent tout de même un allèle défecteux (qu'il peuvent transmettre à leurs enfants)
II) La formation des gamètes: moteur de la biodiversité lors de la reproduction sexuée
Les gamètes humains (spermatozoïdes et ovules) n'ont que 23 chromosomes (au lieu de 46). Mais alors comment se forment les gamètes?
Le brassage des chromosomes: moteur de la biodiversité
Les gamètes ne possèdent que 23 chromosomes. En effet, chaque gamète ne reçoit qu’un seul des deux chromosomes de chaque paire. Les deux chromosomes ne possédant pas forcément les mêmes allèles, les gamètes produits sont génétiquement différents.
Si une erreur de répartition se produit pendant la formation des gamètes : il peut y avoir des conséquences sur le futur enfant.
III) La fécondation: un individu nouveau différent des parents (TP4)
Comment peut-on obtenir un nouvel individu différent des parents?
La fécondation: une question de probabilités
La fécondation réunit au hasard un spermatozoïde et un ovule. Il existe 8,3 millions de combinaisons possibles de chromosomes pour chaque gamète : il y a donc 70 milles milliards de cellule-œufs possibles pour un seul couple. On comprend ainsi pourquoi chaque nouvel individu est unique.
Une mauvaise répartition des chromosomes lors de la formation des gamètes peut conduire à un excès ou une absence d’un chromosome dans le gamète : la cellule-œuf peut alors contenir un excès (trisomie) ou une absence (monosomie) de chromosomes ce qui conduit à des anomalies.
HISTOIRE DE LA GENETIQUE
(cliquez sur l'image!)
Pour aller plus loin et avoir un peu de culture, tu peux en savoir plus sur:
Gregor Mendel (1822-1884)
IV) L'apparition de nouveaux allèles et leur maintien: mutations et sélection (TP5)
Un problème concret:
Comment expliquer l’apparition de résistances aux insecticides chez les insectes?
La résistance aux antibiotiques des bactéries s'explique aussi par la sélection naturelle.
Pour aller plus loin:
Mutations et sélection de nouveaux allèles: l'évolution des espèces
Il arrive que de nouveaux allèles apparaissent suite à une mutation sur un gène. Si cette mutation apparait dans un gamète, le nouvel individu aura alors cette nouvelle variation (ex: résistance au cuivre de la mimule/ ou la couleur noire des papillons Phalène)
Ces nouveaux allèles peuvent parfois être avantageux dans un environnement particulier et donc être plus facilement transmises à la descendance.
(sélection naturelle :
Les individus qui ont plus de chance de se reproduire dans un milieu de vie donné transmettent leurs caractères « avantageux » plus facilement.)