Définition et types des allèles

Les allèles sont les différentes variantes ou formes alternatives dans lesquelles un gène peut se produire. Chaque allèle peut se manifester comme un phénotype différent, comme la couleur des yeux ou des groupes sanguins.

Dans les chromosomes, les gènes sont situés dans des régions physiques appelées locus. Dans les organismes qui présentent deux jeux chromosomes (diploïdes), les allèles sont situés dans le même locus.

La couleur des yeux bruns est lié à un allèle dominant. Source: Pixabay.com

Les allèles peuvent être dominants ou récessifs, selon leur comportement dans le corps hétérozygote. Si nous sommes dans un cas de domination complet, l'allèle dominant sera exprimé dans le phénotype, tandis que l'allèle récessif sera éclipsé.

L'étude des fréquences alléliques dans les populations a eu un moment fort dans le domaine de la biologie évolutive.

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Définition des allèles

Le matériel génétique est divisé en gènes, qui sont des segments d'ADN qui déterminent les caractéristiques phénotypiques. Pour avoir deux jeux identiques de chromosomes, les organismes diploïdes ont deux copies de chaque gène, appelées allèles, situées dans la même position de paires de chromosomes identiques, ou homologues.

Les allèles diffèrent généralement dans la séquence des bases d'azote de l'ADN. Même s'ils sont petits, ces différences peuvent produire des différences phénotypiques évidentes. Par exemple, ils varient la couleur des cheveux et des yeux. Ils peuvent même provoquer des maladies héréditaires.

Emplacement des allèles

Une caractéristique notable des plantes et des animaux est la reproduction sexuelle. Cela implique la production de gamètes féminins et masculins. Les gamètes féminins se trouvent dans les ovules. Dans les plantes, les gamètes masculins se trouvent dans le pollen. Chez les animaux, sur le sperme

Le matériel génétique, ou ADN, se trouve dans les chromosomes, qui sont des structures allongées à l'intérieur des cellules.

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Les plantes et les animaux ont deux ou plusieurs jeux de chromosomes, l'un d'eux du gamète masculin et un autre de la gamète féminine qui leur a donné l'origine par la fertilisation. Ainsi, les allèles se trouvent dans l'ADN, à l'intérieur du noyau cellulaire.

Découverte des allèles

En 1865, dans un monastère autrichien, le moine Gregorio Mendel (1822-1884), a expérimenté les croix de plantes péasennes. Grâce à l'analyse des proportions de plantes avec des graines de caractéristiques différentes, il a découvert les trois lois fondamentales de l'héritage génétique qui porte son nom.

Au temps de Mendel, rien n'était connu sur les gènes. Par conséquent, Mendel a proposé que les plantes transmettent un type de matière à leur progéniture. Actuellement, "la matière" est connue sous le nom d'allèles. Le travail de Mendel est passé inaperçu jusqu'à ce que Hugo de Vries, un botaniste néerlandais, le diffuse en 1900.

La biologie moderne repose sur trois piliers fondamentaux. Le premier est le système de nomenclature binomial de Carlos Linneo (1707-1778) proposé dans son travail Systema Naturae (1758). Le second est la théorie de l'évolution, par Carlos Darwin (1809-1892), proposée dans son travail L'origine des espèces (1859). Le second est le travail de Mendel.

Types d'allèles

Chaque paire d'allèles représente un génotype. Les génotypes sont homozygotes si les deux allèles sont identiques et hétérozygotes s'ils sont différents. Lorsque les allèles sont différents, l'un d'eux peut être dominant et un autre récessif, dominant les caractéristiques phénotypiques déterminées par le dominant.

Les variations de l'ADN des allèles ne se traduisent pas nécessairement par des changements phénotypiques. Les allèles peuvent également être codominants, affectant tous deux le phénotype avec une intensité égale, mais différemment. De plus, une caractéristique phénotypique peut être affectée par plus de quelques allèles.

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Recombinaison

L'apparition, dans la génération suivante, de divers génotypes, ou combinaisons d'allèles, est appelée recombinaison. En agissant sur un grand nombre de gènes, ce processus provoque une variation génétique, qui permet à chaque individu produit par la reproduction sexuelle génétiquement unique.

La variabilité phénotypique causée par la recombinaison est essentielle pour que les populations de plantes et d'animaux s'adaptent à leur environnement naturel. Cet environnement est variable à la fois dans l'espace et dans le temps. La recombinaison garantit qu'il y a toujours des individus bien adaptés aux conditions de chaque lieu et du moment.

Fréquence des allèles

La proportion de génotypes de quelques allèles dans une population est  p² + 2pq + q² = 1, où p² représente la fraction des individus homozygotes pour le premier allèle, 2pq la fraction d'individus hétérozygotes, et q² La fraction des individus homozygotes pour le deuxième allèle. Cette expression mathématique est connue sous le nom de loi de Hardy-Weinberg.

Pourquoi les fréquences alléliques changent-elles?

À la lumière de la génétique de la population, la définition de l'évolution implique le changement des fréquences alléliques au fil du temps.

La fréquence des allèles dans une population passe d'une génération à l'autre en raison de la sélection naturelle ou aléatoire. Ceci est connu sous le nom de microévolution. La microévolution pendant longtemps peut conduire à la macroévolution ou à l'apparence de nouvelles espèces. La microévolution aléatoire produit une dérive génétique.

Dans les petites populations, la fréquence d'un allèle peut être augmentée ou réduite d'une génération à une autre par hasard. Si le changement de direction est répété en générations successives, tous les membres d'une population peuvent devenir homozygotes pour les allèles donnés.

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Lorsqu'un petit nombre d'individus colonise un nouveau territoire emporte une fréquence d'allèles qui, par hasard, peut être différent de celui de la population d'origine. Ceci est connu comme effet fondateur. Combiné à la dérive génétique, il ne peut provoquer la perte ou la fixation de certains allèles que par hasard. 

Allèles et maladies

Albinisme, fibrose kystique et phénylcetonurie, deux allèles récessifs pour le même gène auraient dû être hérités. Si l'allèle défectueux se trouve dans le chromosome X, comme dans le cas de la cécité à la couleur verte et au syndrome du chromosome X fragile, la maladie n'affecte que le sexe masculin.

D'autres maladies, telles que le pseudoisme pseudo-acondoplastique et le syndrome de Huntington, sont présentées lorsqu'un individu hérite d'un allèle dominant. C'est-à-dire que des conditions pathologiques peuvent se produire sous forme d'allèles dominants ou récessifs.

Les références

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