Génétique une passion pas un métier

 

 

   Par amour pour nos chats mais aussi pour assurer une éthique dans la manière de mener son élevage félin, une connaissance de la génétique est requise. Il ne s'agit pas ici d'être un expert mais d'acquérir un minimum de connaissances sur le sujet . Si on choisit mal la manière de mener son élevage, ce ne sont pas seulement les races qui peuvent en pâtir, à court et à long terme, mais bien nos chats.

   Il est intéressant d'apprendre davantage par vous-même, en lisant la bibliographie conseillée et d'autres ouvrages traitant du thème, ou en vous rendant à des conférences dès que l'opportunité se présente.

   I. Les bases de la génétique :

   I1. La cellule

   Tous les organismes vivants sont constitués de cellules, que celles-ci soient isolées ou intégrées dans des ensembles plus ou moins grands. Les bactéries et autres êtres microscopiques sont composés d'une seule cellule, quand les organismes plus développés comme les plantes ou les animaux en comptent plusieurs milliers, millions ou milliards. Dans des organismes aussi complexes, les cellules ont des rôles différenciés et sont regroupées en organes aux fonctions spécifiques, comme par exemple le cerveau, les reins ou les poumons, ou, chez les plantes, les feuilles et le pistil.

   La forme et la taille d'une cellule sont considérablement variables. Néanmoins, on peut toutes se les représenter comme des assemblages de molécules biologiques enveloppés dans un sac. Cet "emballage" est appelé la membrane plasmique, et le contenu à l'intérieur, le cytoplasme. Celui-ci contient un grand nombre d'éléments identifiables en microscopie, qui ont tous une fonction spécifique. La plus grande structure d'une cellule est le noyau cellulaire, appelé "nucleus", qui renferme les chromosomes.

   I2. Les chromosomes

   Les chromosomes vont de paires. Ainsi, dans une paire, s'il y a par exemple un gène déterminant la couleur des yeux situé sur un chromosome, alors il y a aussi un gène déterminant la couleur des yeux sur l'autre chromosome, au même endroit, appelé un locus. Il ne s'agit pas nécessairement, sur chacun des deux chromosomes, de la même information déterminant telle couleur d'oeil, même si c'est poossible. Les gènes qui remplissent une fonction similaire sont dits homologues.

   Lors de la division cellulaire, les chromosomes commencent par être dupliqués dans la cellule : chaque chromosome sépare ses brins d'ADN en deux, et ceux-ci sont complétés pour donner deux copies identiques, des chromatides soeurs. Ces deux répliques sont relièes entre elles au niveau d'une zone spécifique, appelée le centromètre. Puisque toute cellule comporte deux exemplaires de chaque chromosome au départ, cela que, juste avant la division cellulaire, elle contient quatre chromatides identiques deux à deux. les deux chromosomes de la paire d'origine sont homologues mais pas semblables, mais les deux chromatides de chaque chromosome maintenues ensemble au niveau du centromètre, elles, sont identiques. Après la duplication, les chromosomes s'alignent horizontalement au centre de la cellule par leur centromère, qui se disjoint ensuite. Libérées l'une de l'autre, chacune des deux chromatides soeurs du chromosome se déplace vers les pôles opposés de la cellule. L'ensemble des chromosomes ainsi divisés forme deux groupes identiques aux pôles opposés de la cellule qui vont former les noyaux des deux cellules-filles. Une paroi cellulaire est construite entre les deux cellules-filles, et tout le processus peut recommencer. Ce type de division cellulaire est appelé la MITOSE. Ainsi, pendant la mitose, la cellule-mère est divisée en deux cellules-filles identiques, qui toutes deux possèdent exactement le même matériel chromosomique que la cellule-mère.

   La mitose : 

   Il existe un autre type de division cellulaire, celle qui se réalise lors de la formation des gamètes (ou cellules reproductrices), appelée également MEIOSE. Pendant la méiose, le nombre de chromosomes est réduit de moitiè, c'est à dire que les cellules-fiiles contiennent seulement la moitiè des chromosomes de la cellule-mère, à savoir un chromosome issu de chaque paire. Des cellules qui contiennent un double jeu de chromosomes, c'est à dire des paires de chromosomes, sont appelées "diploïdes". Dans les organismes pluricellulaires, seuls les gamètes, c'est à dire les cellules reproductrices que sont les ovules et les spermatozoïdes, sont haploïdes. Si les gamètes n'étaient pas haploïdes, le nombre de chromosomes doublerait à chaque génération.

   La méiose : 

    Dans de nombreux organismes vivants, dont les mammifères font partie, deux chromosomes ne forment pas une paire homologue chez les individus mâles. On les appelle les chromosomes X et Y. Pendant la méiose, deux types de spermatozoïdes sont formés à partir des cellules-mères: ceux qui héritent du chromosome Y et ceux qui héritent du chromosome X. Par contre, les cellules des individus femelles contiennent deux chromosomes X, et chaque ovule hérite de l'un d'eux. Quand un ovule et un spermatozoïde fusionnent pendant la fécondation, les chromosomes sont réunis et on en revient à un stade diploïde. De la sorte, pour chaque paire chromosomique, un chromosome est hérité de la mère et l'autre du père. L'œuf fécondé commence sa croissance par mitose. Le sexe de ce nouvel organisme dépend du spermatozoïde qui féconde l'ovule: s'il contient un chromosome X, on a une femelle, et s'il porte un chromosome Y, cela donne un mâle (toutefois, chez certaines espèces, comme les oiseaux par exemple, c'est l'inverse: ce sont les ovules qui portent l'un ou l'autre des chromosomes déterminant le sexe). 

   I3. Les gènes 

   Le mot "gène" a été employé pour la première fois en 1910 afin de désigner une unité héréditaire abstraite contrôlant un caractère héréditaire spécifique à l'intérieur d'une espèce définie.

 Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptides ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut également définir un gène comme une unité d'information génétique. Un gène est présenté par l'ordre de ses bases azotées, ou séquence de bases, le long de la molécule d'ADN. Il s'agit d'un langage codé en séquence de bases. On dit ainsi que l'ADN est le support de l'information génétique, car il est comme un livre, un plan architectural du vivant, qui oriente, qui dicte la construction des principaux constituants et bâtisseurs cellulaires que sont les protéines (chaîne(s) polypeptidique(s)), les ARN fonctionnels (ARN ribosomiques,ARN de transferts et autres) et les enzymes(chaîne(s) de polypeptide(s) associée(s) ou non à des ARN). Les unités d'informations génétiques que constituent les gènes sont transmises de cellule en cellule au cours du processus de la mitose, après duplication du matériel génétique (chromosome(s)). La « reproduction » peut nécessiter une sexualité ou non, selon les espèces mises en jeu. L'ensemble du matériel génétique d'une espèce constitue son génome, et ainsi de suite se déclinent le protéome pour l'ensemble des protéines exprimées (on dit aussi codées par les gènes), le transcriptome (voirAcide ribonucléique messager)...

   Le génotype d'un individu (qu'il soit animal, végétal, bactérien ou autre) est la somme des gènes qu'il possède. Le phénotype, quant à lui, correspond à la somme des caractères morphologiques, physiologiques ou comportementaux qui sont identifiables de l'extérieur. Ainsi, deux individus peuvent avoir le même génotype, mais pas forcément le même phénotype (et inversement), en fonction des conditions d'expression des gènes, qui confèrent un aspect identifiable, discernable.

 

    I4. Le crossing - over

   L’enjambement, appelé également « entrecroisement » ou encore par les anglicismes « crossover » ou « crossing-over », est un phénomène génétique qui a lieu lors de la méioseet qui contribue au brassage génétique lors de la reproduction (Recombinaison génétique). 

   À la fin de la prophase 1 (début métaphase 1) de la méiose, les chromosomes homologues(i.e. d'une même paire) se chevauchent formant ainsi des figures caractéristiques appelées « tétrade de chromatides » et échangent des fragments de chromatides. Le résultat en est le brassage intra-chromosomique des allèles : tous les gènes situés sur une paire de chromosomes peuvent être brassés grâce au phénomène de la « recombinaison homologue par enjambement », ce qui modifie l'association d'allèles portée par chacun des chromosomes. Ainsi, les deux chromosomes de chaque paire après la méiose sont différents des deux chromosomes de départ, on dit qu'ils sont « recombinés ». Ce processus s’enclenche au cours de l'appariement et de la formation complexe synaptonémal et se termine pendant que les chromosomes homologues sont en synapsis.

   Pour que l'échange ait lieu, les deux chromosomes de chaque paire se rapprochent et se brisent au même niveau de la séquence génétique pour ensuite échanger les fragments résultants. Ceci se fait au niveau des chiasmas, points de chevauchement de deux chromatides non-sœurs, observables en microscopie.

   Il arrive parfois que les deux chromosomes ne se brisent pas au même niveau, ce qui entraîne une duplication de gènes sur un chromosome et une suppression sur l'autre. On appelle ce phénomène un enjambement inégal. Si un chromosome se brise de part et d'autre du même centromère et que les deux parties se rejoignent en excluant le centromère, un chromosome peut être perdu durant la division cellulaire.

   Chaque paire de chromosomes réalise plusieurs enjambements durant la méiose, plus ou moins nombreux selon l'espèce et la longueur des chromosomes. La fréquence des enjambement dépend de la distance entre les gènes. Ainsi,plus des gènes sont distants l'un de l'autre sur un chromosome,plus la probabilité pour qu'un crossing over survienne entre les 2 loci est élevée.

      I5. Les mutations

   Une mutation est une modification de l'information génétique dans le génome d'une cellule ou d'un virus. C'est donc une modification de la séquence de l'ADN, ou bien dans l'ARN pour un virus à ARN. C'est l'une des causes principales de l'évolution des espèces et l'un des principaux mécanismes de l'évolution moléculaire.

   Selon la partie du génome touchée, les conséquences d'une mutation peuvent varier.

   Une mutation ne sera héréditaire que si la cellule mutée forme un nouvel organisme. Dans ce cas elle permettra éventuellement l'évolution de l'espèce.

   On peut distinguer plusieurs types de mutations.

   Une mutation est dite sexuelle lorsqu'elle concerne un chromosome sexuel, par exemple X/Y chez les mammifères ou W/Z chez les oiseaux. Une mutation est dite autosomique lorsqu'elle touche un autre chromosome que les chromosomes sexuels.

   Les mutations peuvent être classées selon leurs conséquences phénotypiques :

• • • Les mutations peuvent avoir de plus ou moins importantes conséquences phénotypiques (certaines d'entre elles peuvent avoir des conséquences graves comme lecancer ou des maladies génétiques, car la modification d'un seul acide aminé dans la chaîne constituant une protéine peut modifier complètement sa structure spatiale, qui conditionne son fonctionnement) ; elles peuvent modifier le plan d'organisation et l'anatomie de l'organisme comme pour les mutations homéotiques.
    • les mutations conditionnelles, ne s'expriment que dans certaines conditions particulières (élévation de la température, niveau d'hydratation etc)
    • les mutations silencieuses n'ont aucun effet sur l'organisme, car elles n'entraînent aucun changement dans la séquence d'acides aminés de la protéine codée, ce qui est dû aux nombreuses redondances dans le code génétique. En effet, la troisième base d'un codon n'est en général pas codante (de fait, plusieurs codons différents codent le même acide aminé). Cette propriété est appelée redondance (ou dégénérescence) du codage.
    • les mutations neutres ne modifient pas la capacité à se reproduire, et n'ont donc aucun effet sur la sélection naturelle. C'est le cas des mutations qui ont abouti à l'apparition des caractères neutres, comme les groupes sanguins, qui n'ont a prioriaucune incidence sur la capacité à se reproduire .

   Les mutations expliquent l'existence d'une variabilité entre les gènes. Les mutations qui sont le moins favorables (délétères) à la survie de l'individu qui les porte, sont éliminées par le jeu de la sélection naturelle, alors que les mutations avantageuses, beaucoup plus rares, tendent à s'accumuler. La plupart des mutations sont dites neutres, elles n'influencent pas la valeur sélective et peuvent se fixer ou disparaître par le jeu de la dérive génétique. Les mutations spontanées, généralement rares et aléatoires, constituent donc la principale source de diversité génétique, moteurs de l'évolution. Les causes des mutations spontanées sont inconnues.

Source : Wikepedia / Pawpeds / recherches personnelles

Rédigé par la Baie des Coons