Thème génétique - TP4 : Morgan et les groupes de liaison

1- Thomas Hunt Morgan : biographie

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Thomas Hunt Morgan (25 septembre 1866 — 4 décembre, 1945) était un généticien américain. Il étudia la zoologie et les variations phénotypiques chez la mouche du vinaigre Drosophile. Ses contributions à la génétique sont majeures et il reçoit le Prix Nobel de médecine en 1933 pour avoir démontré que les chromosomes sont les supports physiques de l'information génétique. Son travail contribua à l'adoption de la drosophile par les scientifiques comme l'un des principaux organismes modèle en génétique (voir par exemple http://flybase.net/). Il est également lauréat de la médaille Darwin en 1924 et de la médaille Copley en 1939.

Morgan né à Lexington (Kentucky) aux USA de Charlton Hunt Morgan et Ellen Key Howard, une nièce du général confédéré John Hunt Morgan. Il reçoit son bacchalauréat de l'Université du Kentucky en 1886, où il obtient son Master deux ans plus tard. Il obtient son Doctorat (PhD) à l'Université Johns Hopkins en 1891. En suivant l'exemple de William E. Castle, il commence à étudier à l'Université de Colombia l'embryogenèse de Drosophile, la mouche du vinaigre, et s'intéresse à l'hérédité. Les théories du moine Gregor Mendel sur la génétique des pois avaient été récemment redécouvertes au début du siècle et Morgan souhaitait tester ces théories chez l'animal. Il poursuit son travail sans succès pendant deux ans avant de remarquer fortuitement un mâle mutant aux yeux blancs parmi les individus sauvages aux yeux rouge-brique. Il note que la descendance d'un croisement de ce mâle aux yeux blancs avec une femelle aux yeux rouges, suggérant que le caractère "yeux blancs" est récessif par rapport au caractère yeux rouges. Morgan nomme "white" le gène gouvernant ces caractères, inaugurant ainsi une tradition des généticiens de la drosophile qui consiste à nommer les gènes d'après le phénotype de leurs allèles mutants. Morgan remarque également que parmi les descendants d'un croisement de femelles mutantes aux yeux blancs avec des mâles sauvages aux yeux rouges, seuls les mâles présentent des yeux blancs. À partir de ce résultat, il conclue que (i) des traits phénotypiques sont liés au sexe (ii) le trait "couleur de l'œil" est probablement porté par le chromosome sexuel (iii) que d'autres gènes sont probablement portés par d'autres chromosomes. Morgan et ses étudiants analysent les caractères de milliers de drosophiles et étudient leur transmission. En se basant sur la recombinaison chromosomique, il construit avec Alfred Sturtevant les premières cartes de localisation des gènes sur les chromosomes, les cartes génétiques. Morgan termine sa carrière à l'Institut de Technologie de Californie (CalTech) et meurt à Pasadena (Californie).

Il laisse derrière lui un testament considérable en génétique. Certains de ses étudiants recevront après lui le prix nobel, dont George W. Beadle, Edward B. Lewis et Hermann J. Muller. Le prix nobel Eric Kandel a écrit de Morgan, "Beaucoup des découvertes de Darwin sur l'évolution des espèces animales donnèrent d'abord une cohérence en tant que science descriptive à la biologie du XIXe siècle. Les découvertes de Morgan sur les gènes et leur localisation chromosomique contribuèrent à transformer la biologie en une science expérimentale.". L'unité de fréquence de recombinaison utilisée en cartographie génétique a été baptisée en son honneur le centiMorgan. (Source : Wikipédia)


2- Un croisement chez la Drosophile

Voir/ Télécharger un croisement similaire à celui découvert lors du TP :
2 croisements test : gènes liés, cas particulier des drosophiles mâles


3- Gènes liés ? Qu'est-ce donc ???

3-1 Exemple de type mendélien

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Cas 1 : Cas de dihybridisme mendélien avec deux caractères correspondants à des gènes indépendants  = portés par des chromosomes appartenant à des paires différentes

On obtient en F2 une répartition du type 9/16, 3/16, 3/16 et 1/16.

3-2 Exemple donnant des résultats inattendus

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Cas 2 : Croisement de Drosophiles différant par deux caractères dont les gènes sont portés par le chromosome X ces gènes sont dits liés car portés par la même paire de chromosomes

Bien que ce soit un exemple de dihybridisme, en F2 on des résultats différents des proportions mendéliennes 9/3/3/1.

Règle : quand on réalise le croisement entre un individu de la F1 et un individu double récessif :

* si en F2 les proportions obtenues sont équitables entre les types parentaux et recombinés (25/25/25/25), on affirmera que les gènes considérés sont indépendants (non liés) c'est à dire portés par deux paires de chromosomes différents.

* si en F2 les proportions obtenues sont inéquitables entre les types parentaux et recombinés (>25/>25/<25/<25), on affirmera que les gènes considérés sont liés c'est à dire portés par la même paire de chromosomes.


4- Quelques exercices...

3-1
Chez la tomate, la coloration rouge ( R ) domine la coloration jaune ( r ) et la taille géante ( G ) domine la taille naine ( g ). Les deux gènes sont situés sur la même paire de chromosomes et ne peuvent pas être séparés par un enjambement (dans un tel cas, on dit que le linkage est complet).
On croise deux plants géants à fruits rouges ( RG / rg ).
Quels rapports phénotypique et génotypique obtiendra-t-on à la F1 ?

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3-2
Chez la drosophile, la couleur grise du corps ( G ) domine la couleur noire ( g ) et la couleur rouge de l'oeil ( R ) domine la couleur pourpre ( r ).
On a croisé une femelle hétérozygote au corps gris et aux yeux rouges avec un mâle au corps noir et aux yeux pourpres.

On a obtenu les résultats suivants:

corps noir, oeil pourpre :	126
corps noir, oeil rouge :	24
corps gris, oeil pourpre :	27
corps gris, oeil rouge :	123

Les gènes sont-ils liés (portés par le même chromosome) ?
Si oui, quels sont les génotypes des parents, des descendants ?
Quelle est la distance entre les gènes sur le chromosome?

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