Revisions Genetique 1Spe

Rappels de Génétique (collège et seconde)

Qu'est-ce que l'information génétique d'une cellule Comment est-elle organisée ? Comment est-elle transmise ?

Localisation de l'information génétique

Une souris rendue fluorescente après l’insertion d'un gène de méduse dans son ADN

Cette expérience de transgenèse (transfert d'information génétique) met en évidence que le caractère "couleur de la peau" est contrôlé par une information contenue dans les chromsomes localisés dans le noyau. Cette technique crée des organismes transgéniques ou organismes génétiquement modifiés (OGM). D'une manière générale, les caractères héréditaires (ceux qui se transmettent d'une génération à la suivante) sont déterminés par l'information génétique portée par les chromosomes présents dans le noyau cellulaire.

Nature de l'information génétique

L’information génétique des cellules est donc contenue dans les chromosomes et plus précisément dans la molécule d’ADN (Acide DésoxyriboNucléique) qui constitue chaque chromosome.L’ADN se caractérise par sa structure en double hélice, formée de deux chaînes qui s’enroulent l’une autour de l’autre.

Chaque chaîne est constituée par l’assemblage d’unités élémentaires appelées nucléotides. Il en existe 4 types qui se distinguent par leur base symbolisée par les lettres A (pour adénine), C (pour cytosine), G (pour guanine) et T (pour thymine). Les deux chaînes d'une molécule d'ADN sont reliées par des liaisons établies entre nucléotides complémentaires : A est toujours apparié (= rattaché) avec T, alors que G est toujours apparié avec C.

Nature de l'information génétique

Chaque cellule humaine contenant 23 paires de chromosomes (donc 46 chromosomes), elle possède donc 46 molécules d’ADN sur lesquels se trouvent environ 20000 gènes, chaque gène représentant un fragment précis d’une molécule d’ADN donnée.Chaque gène contient l’information permettant à une cellule de fabriquer une protéine, comme l’hémoglobine (protéine des globules rouges assurant le transport des gaz) ou l’insuline (protéine assurant la régulation de la glycémie).

Le chromosome 11 porte plusieurs gènes, dont ceux qui contrôlent la production : - de la globine (un constituant de l'hémoglobine) -de la protéine Pax 6 -d'une enzyme appelée tyrosinase La position d'un gène sur un chromosome est appelé locus. Les deux chromosomes d'une même paire portent les mêmes gènes qui sont situés sur le même locus.

Dans l’ADN, chaque gène constitue donc un message codé sous la forme d’une séquence de nucléotides, c’est-à-dire une succession de nucléotides. Pour un même gène, il peut exister différentes séquences de nucléotides qui diffèrent par un nombre très réduit de nucléotides. Ces différentes séquences sont appelées allèles et permettent la formation de différentes versions d’une même protéine (exemple : hémoglobine A et hémoglobine S codée par deux allèles différents du gène de l’hémoglobine).

Organisation du matériel génétique

Une cellule humaine possède un ensemble de 46 chromosomes regroupés par paires. On distingue 22 paires de chromosomes homologues (qui ont la même taille et la même position du centromère) et une paire de chromosomes sexuels (XX ou XY) L'organisation classée de ces chromosomes forme le caryotype, comme celui présenté ci-contre.

Un chromosome peut se présenter avec une seule chromatide (il est alors dit "simple") ou avec deux chromatides (il est alors dit double)

Transmission du matériel génétique

Toutes les cellules d’un organisme sont issues de la cellule oeuf, cellule unique à l’origine de cet organisme. Elles possèdent donc toutes (à l'exception des gamètes) la même information génétique, identique à celle contenue dans les chromosomes de la cellule œuf. En effet, au cours des divisions cellulaires qui permettent le développement des individus, les chromosomes sont transmis de manière conforme entre chaque cellule mère et les cellules filles.La conservation de ce nombre de chromosomes est assurée par la division cellulaire ou mitose.

Transmission du matériel génétique

Les gamètes ou cellules reproductrices sont impliquées dans la reproduction sexuée. Ces cellules se caractérisent par un équipement chromosomique différent : elles possèdent la moitié du nombre de chromosomes des cellules non reproductrices, soit 23 chromosomes (et non pas 46 chromosomes) comme le montrent les deux caryotypes ci-contre.

Le contenu chromosomique particulier des gamètes s'explique par la double division cellulaire qui les a produits et qui est appelée méiose. Le schéma ci-contre présente de manière simplifiée les deux divisions de la méiose dans le cas d'une cellule mère possédant 4 chromosomes.