Information génétique : 11eme Harmos – Cours – SVT – Sciences de la vie et de la Terre – : 11eme Harmos
- Comment peut-on vérifier que toutes les cellules d’un organisme possèdent le même programme génétique ?
- Comment est inscrit le programme génétique dans les chromosomes ?
- Comment ce programme peut-il être conservé dans un organisme constitué de milliard de cellules ?
- Comment est stockée l’information génétique sur les chromosomes ?
- Comment des cellules ayant le même programme génétique peuvent-elles être différentes ?
I) Les chromosomes support de l’hérédité
Les chromosomes, présents dans le noyau des cellules des êtres vivants, sont le support des informations génétiques (programme génétique) qui interviennent dans la détermination des caractères héréditaires d’un individu.
Les chromosomes sont le support du programme génétique. Présents dans la cellule œuf au nombre de 46, on peut les observer dans toutes les cellules de l’organisme possédant un noyau. Toutes ces cellules possèdent la même information génétique. Seuls les gamètes possèdent un caryotype différent.
1. Les caractères des chromosomes de l’espèce humaine
Chaque cellule d’un individu de l’espèce humaine possède 23 paires de chromosomes de tailles différentes.
Un individu de sexe féminin possède une paire de chromosomes sexuels XX et un individu de sexe masculin possède une paire de chromosomes sexuels XY.
Un individu possédant un nombre anormal de chromosomes :
-meurt au cours du développement embryonnaire (par exemple, c’est le cas de la trisomie 3).
– survit mais possède des caractères particuliers (par exemple c’est le cas de la trisomie 21).
2. La constitution des chromosomes
Les chromosomes sont le support du programme génétique. Présents dans la cellule œuf au nombre de 46, on peut les observer dans toutes les cellules de l’organisme possédant un noyau. Toutes ces cellules possèdent la même information génétique. Seuls les gamètes possèdent un caryotype différent. Mais de quoi sont constitués les chromosomes ?
Après coloration par la technique de Feulgen, on constate que les filaments, qui apparaissent, se colorent comme le noyau et les chromosomes observés précédemment.
Conclusion :
Chaque chromosome est constitué d’ADN.
L’ADN est une molécule qui peut se pelotonner (s’enrouler sur elle-même) lors de la division cellulaire, ce qui rend les chromosomes visibles.
II) Toutes les cellules de l’organisme excepté les gamètes possèdent les mêmes chromosomes
La comparaison des caryotypes de différentes cellules d’un même individu et les expériences de clonage, ont montré que toutes les cellules de l’organisme possèdent le même programme génétique. De plus ce programme génétique est à l’origine de la fabrication d’un nouvel individu.
Ainsi l’ensemble des cellules de l’organisme excepté les gamètes, possède le même caryotype que la cellule œuf dont elles sont issues par divisions successives. Ce caryotype comporte toujours 23 paires de 46 chromosomes, et ces chromosomes portent exactement la même information génétique. Chaque chromosome est constitué d’ADN. L’ADN est une molécule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes.
III) L’organisation du programme génétique dans les chromosomes
La plus petite partie d’un chromosome qui code pour un caractère est un gène. Ainsi les chromosomes portent les gènes, unités d’information génétique qui déterminent les caractères héréditaires. Chaque individu possède environ 20 000 à 25 000 gènes (Science & Vie août 2010), « 20 000 gènes pas plus qu’une souris et bien moins qu’un grain de riz. À peine 1% de notre ADN diffère de celui d’un chimpanzé. » (Science & Vie septembre 2013). Toutes les cellules de l’organisme hormis les gamètes portent l’information en double, elles possèdent en effet 23 paires de 46 chromosomes. Dans chaque paire de chromosomes, l’information qui code pour un caractère est double, une sur un chromosome venant du père, et l’autre sur son chromosome homologue venant de la mère, qui forme la paire, excepté la paire de chromosomes sexuels (XY) chez l’homme.
Il existe plusieurs formes d’un gène qui code pour le même caractère, ce sont les allèles. Ces allèles occupent la même position » locus » sur chacun des chromosomes d’une même paire. Les cellules possèdent ainsi pour un même gène, soit deux fois le même allèle, soit deux allèles différents. Dans ce dernier cas les deux allèles peuvent s’exprimer ou l’un peut s’exprimer et pas l’autre. Celui qui s’exprime est dit dominant, celui qui ne s’exprime pas est dit récessif. (Plus exigible).
Chaque cellule possède l’ensemble du programme génétique de l’individu mais n’en exprime qu’une partie, liée à la fonction de la cellule dans l’organisme. On explique ainsi les différences de structure et de fonction observées entre les cellules de l’organisme.
Conclusion :
Un gène est une portion de chromosome (d’ADN) située à un emplacement précis. Il porte une information génétique qui détermine un caractère héréditaire. Chaque chromosome contient donc de nombreux gènes.
IV) Gènes et caractères héréditaires
Le gène couleur des cheveux » peut donner les caractères : blond, brun, châtain, roux. Un gène peut donc donner plusieurs versions d’un même caractère.
Il doit donc exister sous plusieurs formes avec des différences au niveau de la molécule d’ADN.
Pour comprendre, étudions le caractère groupe sanguin A, B, AB ou O qui dépend de la présence de marqueurs à la surface des globules rouges.
Le gène qui détermine le groupe sanguin se situe sur la paire de chromosomes N°9. On suppose que les informations génétiques portées par deux individus de groupes sanguins différents ne sont pas les mêmes sur leurs chromosomes.
Le gène groupe sanguin existe sous 3 formes appelées allèles : l’allèle A, l’allèle B et l’allèle O.
– Si l’allèle est dominant, il s’exprime toujours dans le caractère (exemple : l’allèle A ou l’allèle B).
– Si l’allèle est récessif, il ne s’exprime dans le caractère que s’il n’existe pas un allèle dominant sur l’autre chromosome de la paire (exemple l’allèle O).
Conclusion :
Un gène existe sous différentes formes appelées allèles. Les allèles d’un gène présentent des différences au niveau de la molécule d’ADN. Les cellules possèdent pour un même gène soit 2 fois le même allèle, soit 2 allèles différents. Dans ce dernier cas, les 2 allèles peuvent s’exprimer (Co-dominant) ou l’un peut s’exprimer (dominant) et pas l’autre (récessif).
