Exetat · Biologie

Polyallélie, interactions géniques et gènes létaux

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Trois cas où les proportions de Mendel semblent « fausses » : un gène a plus de deux allèles (polyallélie), deux gènes agissent sur le même caractère (interactions), ou un génotype tue l'embryon (gène létal). À l'Exetat, on te demande de reconnaître le cas d'après les proportions, puis de calculer un effectif.

L'essentiel

  • Polyallélie (allèles multiples) : un gène existe sous trois allèles ou plus dans la population, mais chaque individu diploïde n'en porte que deux. Les allèles sont rangés par ordre de dominance ; chacun domine ceux qui le suivent. Exemple du lapin : C (sauvage) > cᶜʰ (chinchilla) > cʰ (himalayen) > c (albinos). Le phénotype est celui de l'allèle le plus haut : cᶜʰcʰ est chinchilla, Ccʰ est sauvage, seul cc est albinos.
  • Avec k allèles, on peut former k(k + 1)/2 génotypes différents : 3 allèles → 6 génotypes ; 4 → 10 ; 5 → 15 (A¹A² et A²A¹ sont le même génotype).
  • Gène létal : un génotype provoque la mort avant la naissance. Cas classique de la souris jaune : J (jaune) domine j (gris), mais JJ meurt. Jj × Jj donne 1/4 JJ (morts), 1/2 Jj, 1/4 jj. Parmi les vivants, il reste 3 parts sur 4 : 2/3 jaunes et 1/3 gris (rapport 2 : 1 au lieu de 3 : 1).
  • Épistasie : un gène (dit épistatique) masque l'effet d'un autre gène non allèle (dit hypostatique, « hypo » = en dessous). Épistasie dominante : un allèle dominant I empêche toute couleur ; la F2 d'un double hétérozygote donne 12 : 3 : 1 (chien : 12 blancs, 3 noirs, 1 brun sur 16). Épistasie récessive : le génotype cc (albinos) masque l'autre gène ; F2 en 9 : 3 : 4 (souris : 9 noires, 3 brunes, 4 albinos).
  • Gènes complémentaires : il faut au moins un allèle dominant de CHAQUE gène pour avoir le caractère ; deux lignées blanches peuvent donner une F1 colorée ; F2 en 9 : 7 (pois de senteur : 9 pourpres, 7 blanches). Gènes dupliqués : un seul allèle dominant de l'un ou l'autre gène suffit ; F2 en 15 : 1.
  • Pour reconnaître le cas d'après une F2 sur 16 : 9 : 3 : 3 : 1 = gènes indépendants classiques ; 12 : 3 : 1 = épistasie dominante ; 9 : 3 : 4 = épistasie récessive ; 9 : 7 = gènes complémentaires ; 15 : 1 = gènes dupliqués. Sur 3 parts : 2 : 1 = gène létal.

Les formules

Génotypes possibles avec k allèles
k(k + 1)/2
5 allèles → 5 × 6 / 2 = 15
Gène létal (Aa × Aa, AA meurt)
vivants : 2/3 Aa et 1/3 aa
1/4 des embryons meurent
Rapports de F2 sur 16
12 : 3 : 1 (épistasie dominante) ; 9 : 3 : 4 (épistasie récessive) ; 9 : 7 (complémentaires) ; 15 : 1 (dupliqués)
croisement de deux doubles hétérozygotes

La méthode

  1. 1Polyallélie : écris les deux allèles de chaque parent, fais l'échiquier (4 cases), puis donne à chaque case le phénotype de son allèle le plus dominant.
  2. 2Gène létal : fais l'échiquier, barre les cases mortes, puis calcule les proportions sur les cases restantes (souvent 3). Si on demande des embryons conçus, garde les 4 cases.
  3. 3Interaction : pars de 9 A_B_ : 3 A_bb : 3 aaB_ : 1 aabb, puis applique la règle de l'énoncé à chaque classe (par exemple « I_ donne blanc ») et regroupe.
  4. 4Convertis en effectif : proportion × total, en vérifiant que le total est bien celui demandé (vivants ou embryons).

Un exemple résolu

Chez une souris, trois allèles règlent la couleur : N (normal) > p (pâle) > l, l'allèle l étant létal à l'état homozygote. On croise un mâle Nl avec une femelle pl. Sur 120 souriceaux nés vivants, combien seront pâles ?

  1. 1.Gamètes : le mâle donne N ou l ; la femelle donne p ou l.
  2. 2.Échiquier : Np (normal), Nl (normal), pl (pâle), ll (mort avant la naissance).
  3. 3.Les 120 souriceaux sont des survivants : il reste 3 cases, dont 1 pâle. P(pâle) = 1/3.
  4. 4.Effectif : 1/3 × 120 = 40.

Réponse : 40 souriceaux pâles.

Les pièges à éviter

  • Calculer sur 4 cases alors qu'on parle des vivants : 120 × 1/4 = 30 est faux ; parmi les survivants, on divise par 3.
  • Inversement, compter sur 3 cases quand on parle des embryons conçus : sur 12 embryons, 12 × 1/4 = 3 meurent.
  • Oublier l'épistasie : chez le chien, les B_I_ ne sont pas noirs mais blancs ; les noirs sont B_ii, soit 3/16.
  • Confondre épistasie dominante (12 : 3 : 1) et récessive (9 : 3 : 4), ou complémentaires (9 : 7) et dupliqués (15 : 1).
  • Croire qu'un allèle récessif ne peut pas apparaître : deux parents colorés qui portent tous deux c peuvent avoir 1/4 d'albinos cc.

À retenir

Dans une série d'allèles, le plus dominant donne le phénotype ; un gène létal donne 2 : 1 chez les vivants ; 12 : 3 : 1, 9 : 3 : 4, 9 : 7 et 15 : 1 signalent deux gènes en interaction.

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