Fiche de révision – L'origine du génotype des individus : stabilité génétique et évolution

Introduction

Le génotype d’un individu correspond à l’ensemble de ses gènes, c’est-à-dire à la composition génétique héritée de ses parents. Comprendre l’origine du génotype permet d’expliquer à la fois la stabilité génétique des espèces, assurant que les caractéristiques principales se transmettent à travers les générations, et l’évolution, qui permet l’apparition de nouvelles variations génétiques favorisant l’adaptation.

Cette fiche aborde les mécanismes à l’origine du génotype, la stabilité génétique, les sources de variation et leur rôle dans l’évolution des espèces.

1. Qu'est-ce que le génotype ?

Définition : Le génotype est l'ensemble des informations génétiques d’un individu, portées par l’ADN contenu dans ses cellules, et qui déterminent ses potentialités héréditaires.

• Les gènes sont des segments d’ADN codant pour une protéine ou une fonction spécifique.
• Chaque individu hérite d’un mélange de gènes de ses deux parents.
• Le génotype peut être homozygote (mêmes allèles) ou hétérozygote (allèles différents) pour un gène donné.

Exemple : Un individu porteur d’un allèle "A" pour la couleur des yeux de sa mère et d’un allèle "a" de son père aura un génotype "Aa".

2. La stabilité génétique : la conservation du génotype

La stabilité génétique assure la transmission fidèle du génotype d’une génération à l’autre.

2.1 La réplication de l’ADN

• Avant chaque division cellulaire, l’ADN se duplique grâce à un mécanisme appelé réplication.
• Cette réplication est semi-conservative, chaque brin d’ADN servant de matrice pour former un nouveau brin.
• Des enzymes spécifiques garantissent la fidélité de la copie, avec un taux d’erreurs très faible (~10⁻⁹ par base).

2.2 La mitose

• Processus de division cellulaire qui permet la production de cellules génétiquement identiques (ex : cellules somatiques).
• Contribue à la stabilité en produisant des clones cellulaires porteurs du même génotype.

2.3 La méiose et la fécondation

• La méiose permet la formation des cellules reproductrices (gamètes), en divisant par deux le nombre de chromosomes.
• Elle assure que chaque gamète reçoit une copie de chaque chromosome.
• La fécondation restaure le nombre diploïde avec la rencontre de deux gamètes.
• Cette alternance assure une stabilité globale du génome d’espèce.

3. Les origines de la diversité génétique : source d’évolution

Bien que la stabilité soit importante, l’évolution intervient grâce à des modifications du génotype.

3.1 Les mutations

Définition : Modification spontanée ou induite de la séquence d’ADN, pouvant affecter un gène.

• Mutations ponctuelles (substitution d’une base).
• Insertions ou délétions.
• Peuvent être silencieuses (sans effet), délétères ou bénéfiques.
• Mutations germinales (transmise à la descendance) ou somatiques (non transmissibles).

Exemple : La mutation responsable de la drépanocytose modifie un gène de l’hémoglobine.

3.2 La recombinaison génétique

• Pendant la méiose, les chromosomes homologues échangent des segments (crossing-over).
• Crée de nouvelles combinaisons alléliques chez les gamètes.
• Augmente la variabilité génétique.

3.3 La fécondation : brassage génétique

• Rencontre aléatoire d’un gamète mâle et d’un gamète femelle.
• Mélange des génotypes parentaux.
• Augmente la diversité génétique dans la population.

4. Évolution et génotype : processus et interactions

4.1 La sélection naturelle

• Mécanisme par lequel certaines variations génétiques confèrent un avantage.
• Les individus porteurs de ces variations ont plus de chances de survie et de reproduction.
• Ce processus modifie la fréquence des allèles dans une population.

4.2 La dérive génétique

• Variation aléatoire des fréquences alléliques à cause du hasard (ex : extinction de certains allèles dans une petite population).
• Peut entraîner une perte ou fixation d’allèles sans sélection.

4.3 La migration (flux génétique)

• Introduction ou perte d’allèles par le déplacement d’individus entre populations.
• Modifie la composition génétique et peut réduire ou augmenter la diversité.

5. Synthèse et liens entre stabilité et évolution

[Diagramme]

• Ce diagramme schématise l’équilibre entre stabilité et variation du génotype, illustrant le rôle des mutations et de la sélection dans l’évolution.

6. exemples concrets

• Papillons de nuit (Biston betularia) : la forme mélanique résistante à la pollution s’est propagée dans les régions industrielles grâce à la sélection naturelle.
• Résistance aux antibiotiques : chez les bactéries, des mutations confèrent la résistance, qui se fixe rapidement dans les populations.
• Polymorphisme humain : la diversité des groupes sanguins ABO résulte de variations génétiques anciennes qui se maintiennent.

Conclusion

La connaissance de l’origine du génotype des individus repose sur la compréhension des mécanismes de stabilité génétique et des processus qui favorisent la variation. La réplication fidèle et les divisions cellulaires garantissent la conservation des caractères propres aux espèces, tandis que les mutations, la recombinaison et le brassage génétique créent la diversité nécessaire à l’adaptation évolutive. Ces phénomènes combinés expliquent comment la vie évolue tout en conservant son héritage génétique au fil des générations.

Glossaire

• Allèle : Variante d’un même gène.
• Chromosome : Structure contenant l’ADN dans le noyau cellulaire.
• Fécondation : Fusion de gamètes mâle et femelle pour former un zygote.
• Gène : Portion d’ADN codant pour un caractère.
• Mutation : Changement de la séquence d’ADN.
• Recombinaison : Échange de segments d’ADN entre chromosomes homologues.
• Ségrégation : Séparation des allèles lors de la formation des gamètes.
• Variabilité génétique : Diversité des allèles dans une population.

N’hésitez pas à revoir ces concepts en associant illustrations et exemples pour mieux mémoriser. La compréhension de l’équilibre entre stabilité et changement génétique est fondamentale en biologie et dans le cadre de l’évolution.