Gregor Mendel était un pionnier de la génétique du XIXe siècle dont on se souvient aujourd'hui presque entièrement pour deux choses: être un moine et étudier sans relâche différents traits des plantes de pois. Né en 1822 en Autriche, Mendel a grandi dans une ferme et a fréquenté l'Université de Vienne dans la capitale de l'Autriche.
Là, il a étudié les sciences et les mathématiques, un jumelage qui s'avérerait inestimable pour ses projets futurs, qu'il a mené sur une période de huit ans entièrement au monastère où il vivait.
En plus d'étudier officiellement les sciences naturelles au collège, Mendel a travaillé comme jardinier dans sa jeunesse et a publié des documents de recherche sur le thème des dommages aux cultures par des insectes avant de commencer son travail désormais célèbre avec Pisum sativum, Une note de bas de page historique intéressante: alors que les expériences de Mendel et celles du biologiste visionnaire Charles Darwin se chevauchaient toutes deux dans une large mesure , ce dernier n'a jamais entendu parler des expériences de Mendel. Darwin a formulé ses idées sur l'hérédité sans connaître les propositions détaillées de Mendel sur les mécanismes impliqués. Ces propositions continuent d'informer le domaine de l'héritage biologique au 21e siècle. Du point de vue des qualifications de base, Mendel était parfaitement positionné pour faire une percée majeure dans le domaine de la génétique alors tout-mais-inexistant, et il a été béni avec l'environnement et la patience de faire ce qu'il devait faire. Mendel finirait par cultiver et étudier près de 29 000 plants de pois entre 1856 et 1863. Lorsque Mendel a commencé son travail avec les plants de pois, le concept scientifique de l'hérédité était enraciné dans le concept d'hérédité mixte, qui tenait ce parent les traits étaient en quelque sorte mélangés à la progéniture à la manière de peintures de différentes couleurs, produisant un résultat qui n'était pas tout à fait la mère et pas tout à fait le père à chaque fois, mais qui ressemblait clairement aux deux. Mendel était intuitivement conscient de son observation informelle des plantes que si cette idée avait du mérite, elle ne s'appliquait certainement pas au monde botanique. Mendel n'était pas intéressé par l'apparence de ses plantes de pois en soi. Il les a examinés afin de comprendre quelles caractéristiques pourraient être transmises aux générations futures et exactement comment cela s'est produit au niveau fonctionnel, même s'il n'avait pas les outils littéraux pour voir ce qui se passait au niveau moléculaire. Mendel s'est concentré sur les différents traits, ou caractères, qu'il a remarqués de façon binaire. C'est-à-dire qu'une plante individuelle pourrait montrer la version A d'un trait donné ou la version B de ce trait, mais rien entre les deux. Par exemple, certaines plantes avaient des gousses de pois «gonflées», tandis que d'autres semblaient «pincées», sans ambiguïté quant à la catégorie à laquelle appartenaient les gousses d'une plante. Les sept traits identifiés par Mendel comme étant utiles à ses objectifs et leurs différentes manifestations étaient: Les plantes de pois peuvent s'auto-polliniser sans l'aide des gens. Aussi utile que cela soit pour les plantes, il a introduit une complication dans le travail de Mendel. Il devait empêcher cela de se produire et ne permettre que la pollinisation croisée (pollinisation entre différentes plantes), car l'autopollinisation dans une plante qui ne varie pas pour un trait donné ne fournit pas d'informations utiles. En d'autres termes , il avait besoin de contrôler quelles caractéristiques pouvaient apparaître dans les plantes qu'il avait élevées, même s'il ne savait pas à l'avance précisément lesquelles se manifesteraient et dans quelles proportions. Quand Mendel a commencé à formuler des idées spécifiques sur ce qu'il espérait tester et identifier, il s'est posé un certain nombre de questions de base. Par exemple, que se passerait-il lorsque des plantes qui étaient reproductrices vraies "Véritables reproductrices" signifie capables de produire une et une seule type de progéniture, comme lorsque toutes les plantes filles sont à graines rondes ou à fleurs axiales. Une vraie ligne Si l'idée d'hérédité mixte était valide, le mélange d'une ligne, disons, de plantes à tige haute avec une ligne de courtes -les plantes à tige devraient produire des plantes hautes, des plantes courtes et des plantes le long du spectre de hauteur entre les deux, un peu comme les humains. Mendel a cependant appris que cela ne s'était pas produit du tout. C'était à la fois déroutant et excitant. Une fois que Mendel avait deux ensembles de plantes qui ne différaient que par un seul trait, il a effectué une évaluation multigénérationnelle dans le but d'essayer suivre la transmission des traits à travers plusieurs générations. Tout d'abord, une terminologie: C'est ce qu'on appelle un croisement monohybride Pour l'exemple présent, ce trait aura la forme de la graine (rond vs froissé). On pourrait également utiliser la couleur des fleurs (blanc contre violet) ou la couleur des graines (vert ou jaune). Mendel a évalué les croisements génétiques des trois générations pour évaluer le l'héritabilité Par exemple, quand il a multiplié des plantes à graines rondes (P1) de vraie reproduction avec une vraie reproduction ridée à graines (P2): Cela a conduit au concept de traits dominants Cela impliquait que le phénotype des plantes Mendel a ensuite produit quelques idées formelles pour expliquer ce phénomène, à la fois le mécanisme de l'héritabilité et du rapport mathématique d'un trait dominant à un trait récessif dans toutes les circonstances où la composition des paires d'allèles est connue. Mendel a élaboré une théorie de l'hérédité qui comprenait quatre hypothèses : Le dernier représente la loi de ségrégation stipulant que les allèles de chaque trait se séparent de manière aléatoire dans les gamètes. Aujourd'hui, les scientifiques reconnaissent que les plantes P que Mendel a "reproduites vraies" étaient homozygotes Puisque le rond était clairement dominant sur les rides, cela peut être représenté par RR et rr, car les majuscules signifient la dominance et les minuscules indiquent les traits récessifs. Lorsque les deux allèles sont présents, le trait de l'allèle dominant s'est manifesté dans son phénotype. Sur la base de ce qui précède, une plante avec un génotype RR au niveau du gène en forme de graine peut n'ont que des graines rondes, et il en va de même pour le génotype Rr, car l'allèle "r" est masqué. Seules les plantes avec un génotype rr peuvent avoir des graines ridées. Et bien sûr, les quatre combinaisons possibles de génotypes (RR, rR, Rr et rr) produisent un rapport phénotypique de 3: 1, avec environ trois plantes à rondes graines pour chaque plante avec des graines ridées. Parce que toutes les plantes P étaient homozygotes, RR pour les plantes à graines rondes et rr pour les plantes à graines ridées, toutes les plantes F1 ne pouvaient avoir que le génotype Rr. Cela signifiait que si tous avaient des graines rondes, ils étaient tous porteurs de l'allèle récessif, qui pourrait donc apparaître dans les générations suivantes grâce à la loi de ségrégation. C'est précisément ce qui s'est passé. Étant donné les plantes F1 qui avaient toutes un génotype Rr, leur progéniture (les plantes F2) pourrait avoir l'un des quatre génotypes énumérés ci-dessus. Les ratios n'étaient pas exactement de 3: 1 en raison du caractère aléatoire des appariements de gamètes dans la fécondation, mais plus il y avait de progénitures produites, plus le ratio était proche de 3: 1. Ensuite, Mendel a créé des croix dihybrides Comme auparavant, les plantes F1 ressemblaient toutes au parent avec les deux traits dominants. Les ratios des quatre phénotypes possibles dans la génération F2 (rond-vert, rond-jaune, froissé-vert, froissé-jaune) se sont avérés être de 9: 3: 3: 1 Cela confirmait les soupçons de Mendel que différents traits ont été hérités indépendamment les uns des autres, le conduisant à poser la loi de l'assortiment indépendant. Ce principe explique pourquoi vous pourriez avoir la même couleur des yeux que l'un de vos frères et sœurs, mais une couleur de cheveux différente; chaque trait est introduit dans le système d'une manière qui est aveugle à tous les autres. Aujourd'hui, nous savons que la vraie image est un peu plus compliquée, car en fait, les gènes qui se trouvent être physiquement proches les uns des autres sur les chromosomes peuvent être hérités ensemble grâce à l'échange de chromosomes pendant la formation des gamètes. Dans le monde réel, si vous regardiez des zones géographiques limitées des États-Unis, vous vous attendriez à trouver plus de fans des Yankees de New York et des Red Sox de Boston à proximité que les fans des Dodgers des Yankees-Los Angeles ou les fans des Red Sox-Dodgers dans la même zone, car Boston et New York sont proches et les deux sont à près de 3000 miles de Los Angeles. En fait, tous les traits n'obéissent pas à ce modèle d'hérédité. Mais ceux qui le font sont appelés traits mendéliens RRGG, RRgG, RRGg, RRgg, RrGG, RrgG, RrGg, Rrgg, rRGG, rRgG, rRGg, rRgg, rrGG, rrGg, rrgG, rrgg Lorsque vous calculez les phénotypes, vous voyez que le rapport de probabilité de vert rond, jaune rond, vert froissé, jaune froissé se révèle être 9: 3: 3: 1. Le comptage minutieux de Mendel de ses différents types de plantes a révélé que les ratios étaient suffisamment proches de cette prédiction pour qu'il puisse conclure que ses hypothèses étaient correctes.
le pois commun. Il entretenait les serres du monastère et connaissait les techniques de fertilisation artificielle nécessaires pour créer un nombre illimité de descendants hybrides.
Comprendre l'héritage au milieu des années 1800
Pea Caractéristiques des plantes étudiées
Pollinisation des plantes de pois
Première expérience de Mendel
pour différentes versions du même caractère étaient pollinisées croisées?
ne montre aucune variation pour le caractère en question sur un nombre théoriquement infini de générations, et également lorsque deux plantes sélectionnées dans le schéma sont sélectionnées l'une avec l'autre.
Évaluation générationnelle de Mendel: P, F1, F2
: "mono" car un seul trait variait, et "hybride" parce que la progéniture représentait un mélange, ou hybridation, de plantes, comme un parent a une version du trait tandis que l'un avait l'autre version.
Résultats de Mendel (première expérience)
des caractéristiques à travers les générations. Quand il a regardé chaque génération, il a découvert que pour chacun des sept traits choisis, un schéma prévisible a émergé.
des plantes de la génération F2 ont des graines rondes, environ un quart
de ces plantes avaient plissé des graines. De toute évidence, le trait froissé était en quelque sorte "caché" dans la génération F1 et a réapparu dans la génération F2.
(ici, rond semences) et traits récessifs
(dans ce cas, graines ridées).
(à quoi ressemblaient les plantes) n'était pas un reflet strict de leur génotype
(l'information qui était en fait codée dans les plantes et transmise aux générations suivantes).
La théorie de l'hérédité de Mendel
(un gène étant le code chimique d'un trait donné) peuvent être de différents types.
(version d'un gène) de chaque parent.
< li> Lorsque les gamètes (cellules sexuelles, qui sont des spermatozoïdes et des ovules chez l'homme) se forment, les deux allèles de chaque gène sont séparés.
pour le trait qu'il étudiait: elles avaient deux copies du même allèle au niveau du gène en question.
Les résultats du croisement monohybride
Deuxième expérience de Mendel
, dans lesquelles il a examiné deux traits à la fois plutôt qu'un seul. Les parents se reproduisaient toujours pour les deux caractères, par exemple, les graines rondes avec des gousses vertes et les graines ridées avec des gousses jaunes, avec une dominante verte sur jaune. Les génotypes correspondants étaient donc RRGG et rrgg.
Les gènes liés aux chromosomes
Hérédité mendélienne
. Revenant au croisement dihybride mentionné ci-dessus, il existe seize génotypes possibles:
