Deux gènes portés par le même chromosome voyagent ensemble, comme deux passagers du même bus : on dit qu'ils sont liés. Seul un crossing-over peut les séparer, et plus ils sont éloignés, plus c'est fréquent. À l'Exetat, on te demande de calculer une distance à partir d'un croisement-test, ou de placer des gènes sur une carte.
L'essentiel
- Gènes indépendants (sur des chromosomes différents) : un croisement-test AaBb × aabb donne 4 phénotypes en proportions égales (1/4 chacun).
- Gènes liés (sur le même chromosome) : le croisement-test donne surtout les 2 phénotypes parentaux (les combinaisons des parents de départ), en grand nombre, et 2 phénotypes recombinés, peu nombreux. S'il n'y a aucun crossing-over (liaison absolue), on n'obtient que les 2 phénotypes parentaux, moitié-moitié.
- Les recombinés viennent des crossing-over (ou enjambements) : en prophase I de méiose, deux chromatides homologues échangent des segments, ce qui sépare des allèles qui étaient ensemble.
- Le pourcentage de recombinaison mesure la distance entre deux gènes : 1 % de recombinés = 1 unité de carte = 1 centimorgan (cM). Plus les gènes sont proches, moins un crossing-over a de chances de tomber entre eux. Ce taux ne dépasse pas 50 %.
- Carte factorielle : on place les gènes sur une ligne, à des distances égales aux pourcentages de recombinaison. Pour trois gènes, la plus grande distance relie les deux gènes des extrémités ; le troisième est au milieu, et les deux petites distances s'additionnent à peu près pour donner la grande. Entre deux positions sur la carte, la distance est la différence des positions.
- La drosophile (mouche du vinaigre) est le matériel idéal, étudié par Morgan : cycle de vie court (environ deux semaines), très grande fécondité, élevage facile, seulement 4 paires de chromosomes, et des chromosomes géants dans les glandes salivaires où l'on voit des bandes.
Les formules
- Pourcentage de recombinaison
- % = (nombre de recombinés ÷ nombre total) × 100
- les deux classes recombinées comptées ensemble
- Distance sur la carte
- 1 % de recombinaison = 1 unité = 1 cM
- centimorgan
- Distance entre deux positions
- d(N, T) = position de T − position de N
- N à 6, T à 18 → 12 unités
- Trois gènes alignés A, C, B
- d(A, B) ≈ d(A, C) + d(C, B)
- la plus grande distance relie les extrémités
La méthode
- 1Dans un croisement-test, repère les deux classes les plus nombreuses : ce sont les parentales. Les deux plus rares sont les recombinées.
- 2Additionne les deux classes recombinées, divise par le total, multiplie par 100 : c'est la distance en unités (cM).
- 3Pour ordonner trois gènes, cherche la plus grande des trois distances : ses deux gènes sont aux extrémités, le troisième est au milieu. Vérifie que les deux petites distances s'additionnent.
- 4Sur une carte avec des positions, soustrais les positions pour avoir une distance.
- 5« Crossing-over le moins probable » = gènes les plus proches ; « le plus probable » = gènes les plus éloignés.
Un exemple résolu
Un croisement-test entre une drosophile double hétérozygote AaBb et une drosophile aabb donne 400 descendants : 182 [AB], 182 [ab], 18 [Ab], 18 [aB]. Calcule la distance entre A et B. On sait aussi qu'un troisième gène C est à 4 unités de A et à 5 unités de B : place les trois gènes.
- 1.Les classes nombreuses [AB] et [ab] sont parentales : les gènes sont liés (pas 1/4 chacune).
- 2.Recombinés : 18 + 18 = 36.
- 3.Pourcentage : 36 ÷ 400 × 100 = 9 %, soit 9 unités (cM) entre A et B.
- 4.La plus grande distance est A-B = 9 : A et B sont aux extrémités. Contrôle : 4 + 5 = 9, donc C est entre les deux.
Réponse : A et B sont à 9 cM ; ordre sur le chromosome : A, C, B (A-C = 4, C-B = 5).
Les pièges à éviter
- Donner le nombre de recombinés (36) au lieu du pourcentage (9 %).
- Diviser par deux les recombinés : les deux classes recombinées s'additionnent, on ne divise pas.
- Placer au milieu le gène qui a la plus petite distance, ou ranger les gènes par ordre alphabétique : c'est la plus grande distance qui désigne les extrémités.
- Lire la position d'un gène comme sa distance à un autre gène : il faut faire la différence des deux positions.
- Croire que la drosophile a un cycle long : son cycle court est justement un avantage.
À retenir
Gènes liés : beaucoup de parentaux, peu de recombinés ; distance en cM = pourcentage de recombinés ; la plus grande distance relie les gènes des extrémités.