Les Mécanismes Clés de la Génétique et de l'Évolution

Les Fondements de la Stabilité Génétique

Stabilité génétique et évolution clonale

• Chaque espèce possède des caractères typiques définis par ses gènes.
• La cellule subit des mitoses successives, donnant naissance à des cellules génétiquement identiques : le clone cellulaire.
• Les mutations apparaissent et causent des sous-clones. Elles peuvent être :
  • Silencieuses (sans effet).
  • Délétères (exemples : cancers, maladies génétiques).
  • Avantageuses (contribuent à l'évolution biologique).
• L'humain engendre environ 3 mutations par division, totalisant 30 millions.

Les Mécanismes du Brassage Génétique

La Fécondation

La fécondation est l'union de deux gamètes haploïdes qui forment une cellule-œuf diploïde. Chaque gène est représenté par deux allèles :

• Homozygotes : allèles identiques.
• Hétérozygotes : allèles différents.

Le Brassage Interchromosomique

Lors de l'anaphase I de la méiose, les chromosomes homologues se répartissent aléatoirement, menant à 4 combinaisons alléliques équiprobables pour les gènes non liés.

Le Brassage Intrachromosomique (Crossing-over)

Durant la prophase I, le crossing-over est l'échange de segments entre chromosomes homologues. Ce mécanisme augmente la diversité génétique, créant des combinaisons minoritaires et parentales pour les gènes liés.

Applications et Anomalies en Génétique Humaine

Analyses génétiques humaines

L'étude des arbres généalogiques permet de déterminer le caractère d'un gène :

• Autosomique (non lié aux chromosomes sexuels) / Gonosomique (lié aux chromosomes sexuels).
• Dominant (se manifeste si présent) / Récessif (nécessite deux copies pour se manifester).

Les techniques de séquençage ADN identifient les allèles responsables de certains phénotypes, avec des implications médicales et éthiques.

Accidents génétiques lors de la méiose

• Crossing-over inégal : Échange asymétrique de segments chromosomiques, provoquant la duplication ou la perte de matériel génétique.
• Non-disjonction : Lors de l'anaphase I ou II, les chromosomes homologues ou les chromatides ne se séparent pas correctement, entraînant des anomalies (exemples : monosomie, trisomie).

Rappel : Si le génotype est (A//a), son phénotype est [A] (si A est dominant).

Transferts Génétiques et Évolution Microbienne

Transferts horizontaux d'ADN chez les bactéries

Le transfert horizontal est l'échange de matériel génétique sans reproduction sexuée. Il s'effectue via trois mécanismes principaux :

1. Transformation : Absorption d'ADN libre provenant de l'environnement.
2. Transduction : Transfert via un virus (bactériophage).
3. Conjugaison : Transfert direct d'ADN (ex. : plasmides) par un pont cytoplasmique entre deux bactéries.

Ces transferts permettent l'acquisition rapide de nouvelles capacités, comme la résistance aux antibiotiques, et sont utilisés en biotechnologie (OGM, thérapies géniques).

Importance des transferts génétiques

• Ils existent aussi chez les eucaryotes : 5 à 8 % du génome humain provient de gènes d'origine virale.
• Ils confèrent des avantages évolutifs (ex. : la couleur du puceron est issue d'un gène transféré), jouant un rôle crucial dans l'évolution et la diversification des espèces.

L'Endosymbiose chez les Eucaryotes

Une cellule eucaryote primitive intègre une bactérie par phagocytose sans la digérer. Cette bactérie devient ensuite un organite fonctionnel au sein de la cellule hôte.

• Les Mitochondries et les Chloroplastes proviennent d'anciennes bactéries intégrées par endosymbiose.
• Preuves : Ces organites possèdent un ADN circulaire similaire à celui des bactéries, une double membrane, et se répliquent indépendamment.