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Génétique
Ségrégation 2/2 et la théorie chromosomique de l’hérédité
Cours de Génétique
 

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Exercices :

Exercice 1 :

Chez Drosophila melanogaster, la souche sauvage, pure, de référence (SSR) présente un corps de couleur grise; elle est croisée avec une souche pure mutante dont le corps est noir.

En F1, tous les individus sont [gris].

Les croisements F1 × F1 donne 768 [gris] et 232 [noir] ; les croisements F1 × parent [noir] donnent 482 [gris] et 518 [noir].

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1. Quel est le caractère étudié ?

2. À quelle conclusion conduit l’observation du phénotype en F1 ?

3. Montrez par l’analyse génétique, que ces deux résultats sont la conséquence d’un même phénomène à la méiose et conduisent à une même conclusion sur les souches parentales.

Validez l’analyse F1 × F1 par un test statistique.

4. Pourquoi est-il inexact de dire que la pigmentation du corps ne dépend que d’un seul gène ?

Niveau Bac/Définition des objectifs :

– Vérifier la bonne compréhension de la terminologie.

– Tester la dominance et la ségrégation 2/2.

– Test statistique de conformité d’une hypothèse.

– Ne pas confondre le nombre de gènes impliqués dans un phénotype et un caractère.

Solution :

1. Le caractère étudié est la « couleur du corps ».

Sa variabilité permet de définir deux phénotypes, deux formes possibles de ce caractère, le phénotype [gris], désigné comme phénotype sauvage de référence, et le phénotype [noir] qui est un variant ou un mutant.

2. On constate, en F1, que tous les individus présentent le phénotype [gris] du parent sauvage et que le phénotype mutant [noir] a disparu : on peut conclure que le phénotype [gris] est dominant vis-à-vis du phénotype [noir] ou, symétriquement le phénotype [noir] est récessif vis-à-vis du phénotype sauvage [gris].

Remarque 1 :

Comme on entreprend l’analyse génétique d’un mutant, il est plus judicieux de caractériser le mutant et donc de conclure que le phénotype [noir] est récessif vis-à-vis du phénotype sauvage [gris].

Remarque 2 :

Comme les deux souches sont pures, c’est-à-dire homozygotes pour tous leurs gènes, et qu’elles diffèrent pour un caractère, on peut conclure qu’elles diffèrent génétiquement, au moins pour un gène (peut être plus, seule l’analyse génétique pourra le dire).

En conséquence la F1 est hétérozygote pour ce gène (ou ces gènes). On peut aussi conclure que, pour ce (ou ces) gène(s), l’effet de l’allèle muté est récessif visà- vis de l’effet de l’allèle sauvage.

Attention : la récessivité d’un phénotype ou d’un allèle n’a de sens que par rapport à un autre phénotype (dans le croisement entre deux souches pures) ou par rapport à un autre allèle (dans un génotype hétérozygote); ce point sera détaillé plus tard dans l’ouvrage.

3. Analyse génétique.

Dans un croisement F1 × F1, la question posée est de savoir si le résultat en F2 correspond à ce qu’on attend sous l’hypothèse que les souches parentales ne diffèrent que pour un seul gène (l’une est A//A et l’autre a//a) et, qu’en conséquence, la F1 est hétérozygote A//a pour ce seul gène.

Dans ces conditions, la méiose, en F1, pour ce gène, est le siège d’une ségrégation 2-2 avec deux types de gamètes (A) et (a) de fréquence ½ – ½, ce qui conduit à un tableau de croisement des gamètes à quatre cases (tableau 2.4) avec en F2 ¼ de (A//A) + ½ de (A//a) + ½ de (a//a), soit ¾ de phénotypes dominants et ¼ de phénotypes récessifs.

Tableau 2.4

  A (1/2) a (1/2)
A (1/2) A//A [gris] A//a [gris]
a (1/2) a//A [gris] a//a [noir]

Les effectifs observés de 768 et 232 ne sont pas significativement différents des effectifs attendus sous l’hypothèse ¾ – ¼, soit 750 et 250 (voir ci dessous) et on peut donc conclure que les résultats sont conformes à ce qu’on attend si la méiose en F1 implique un seul couple d’allèles parce que les parents ne diffèrent que pour un seul gène, concernant ce caractère.

Dans un test cross F1 × parent récessif, la question posée est de savoir si le résultat en F2 correspond à ce qu’on attend sous l’hypothèse que les souches parentales ne diffèrent que pour un seul gène (l’une est A//A et l’autre a//a) et, qu’en conséquence, la F1 est hétérozygote A//a pour ce seul gène.

Dans ces conditions, la méiose, en F1, pour ce gène, est le siège d’une ségrégation 2-2 avec deux types de gamètes (A) et (a) de fréquence ½ – ½, ce qui conduit à un tableau de croisement des gamètes à deux cases (tableau 2.5), car le parent récessif ne donne qu’un seul type de gamètes (a) avec en F2 ½ de (A//a) + ½ de (a//a), soit ½ de phénotypes dominants et ¼ de phénotypes récessifs.

Tableau 2.5

  a
A (1/2) A//a [gris]
a (1/2) a//a [noir]

Les effectifs observés de 482 et 518 ne sont pas significativement différents des effectifs attendus sous l’hypothèse ½ – ½, soit 500 et 500 (la valeur observée du χ2 est égale à 1,29, non significative au seuil de 5 %) et on peut donc conclure que les résultats sont conformes à ce qu’on attend si la méiose en F1 implique un seul couple d’allèles parce que les parents ne diffèrent que pour un seul gène, concernant ce caractère. Développement du raisonnement statistique.

La valeur observée du χ2 dans le test des écarts entre effectifs observés (768 et 232) et attendus (750 et 250) sous l’hypothèse « nulle » de ségrégation 2-2, est égale à 1,73; cette valeur est inférieure à la valeur seuil de 3,84 pour un χ2 à un degré de liberté et un risque d’erreur de 5 %, ce qui reviendrait à dire qu’on prendrait un risque supérieur à 5 % en rejetant l’hypothèse nulle de ségrégation 2-2; on l’accepte donc.

4. Conclure de l’analyse précédente que la pigmentation du corps ne dépend que d’un seul gène montre qu’on n’a pas compris le sens de l’analyse génétique entreprise et l’interprétation des résultats.

En effet, l’analyse porte sur la variation de la pigmentation et montre que les deux souches diffèrent l’une de l’autre pour un seul gène, c’est-à-dire un seul des gènes impliqués dans la pigmentation du corps.

Il est donc inexact de dire que la pigmentation du corps ne dépend que d’un gène : c’est la différence de phénotype pour la pigmentation du corps, chez les souches étudiées, qui ne dépend que d’un gène, pas la pigmentation.

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