Hérédité

Définition de l'hérédité

Bien que nous connaissions aujourd'hui les gènes et leur importance, les scientifiques qui étudiaient l'hérédité il y a cent ans ne disposaient pas de ces connaissances. Les premières études sur l'hérédité ont eu lieu sans que l'on sache ce qu'était un gène, notamment les expériences de Gregor Mendel sur les petits pois qu'il a utilisées pour étudier l'hérédité au milieu des années 1800. Pourtant, ce n'est que dans les années 1950 que l'on a compris que l'ADN était un matériel héréditaire. Grâce à plusieurs expériences menées par Franklin, Watson, Crick et d'autres, nous connaissons maintenant la véritable clé de la compréhension de l'hérédité.

Notre compréhension de l'hérédité nous permet d'apprendre de nouveaux faits sur nos origines. Lamoitié de tes chromosomes vient de ta mère, et l'autre moitié de ton père. Certains gènes peuvent s'exprimer sous forme de traits de caractère. Comme ton génome n'est pas identique à celui de tes parents (tu as une copie de chacun), l'expression des traits que tu hérites de tes parents peut être différente. Par exemple, tes parents peuvent tous deux avoir les yeux bruns, alors que tu as les yeux bleus. Cela ne veut pas dire que tes parents ne sont pas tes parents : c'est simplement que certaines variantes d'un gène (couleur des yeux) sont plus "fortes" (dominantes) que d'autres (récessives). Ces variations sont appelées allèles.

Reprenons l'exemple de la couleur des yeux pour nous aider à comprendre cette base essentielle de l'hérédité. Tout d'abord, disons que l'allèle des yeux bruns est représenté par l'allèle "B" et l'allèle des yeux bleus par la lettre "b". Si quelqu'un a hérité des deux allèles, ou variations, du gène de la couleur des yeux "Bb", de quelle couleur seront ses yeux ? La recherche nous apprend que l'allèle des yeux bruns est dominant, et que l'allèle des yeux bleus est récessif (" plus faible "), d'où la majuscule à l'allèle des yeux bruns (B). Notre sujet a donc les yeux bruns !

Les allèles ou les gènes dont tu hérites sont appelés ton génotype. Ces gènes et les facteurs environnementaux déterminent les caractères exprimés, appelés ton phénotype. Dans notre exemple précédent, le sujet avait le génotype "Bb", (ou hétérozygote) et le phénotype des yeux bruns. Un sujet ayant le génotype "BB", ou homozygote pour l'allèle dominant, aurait également les yeux bruns, ce qui montre que des génotypes différents peuvent donner le même phénotype. Seul un individu homozygote pour l'allèle récessif (bb) aurait les yeux bleus.

Comme tu l'as appris en biologie, les concepts ne sont pas toujours très clairs, et nous verrons plus tard des exemples qui brisent le modèle dominant-récessif.

Mais qu'est-ce que l 'hérédité ?

Reproduction : Le processus d'hérédité

Le matériel génétique est transmis des parents à la progéniture lors de la reproduction. La reproduction varie selon les groupes d'organismes. Les organismes procaryotes comme les archées et les bactéries n'ont pas d'ADN lié à un noyau et se reproduisent par fission binaire, un type de reproduction asexuée. Les organismes eucaryotes, comme les plantes et les animaux, se reproduisent par reproduction sexuée ou asexuée.

Nous nous concentrerons sur la reproduction chez les eucaryotes. La reproduction sex uée a lieu lorsque les cellules sexuelles(gamètes) de deux parents de sexe opposé s'unissent pour produire un œuf fécondé(zygote) (Fig. 2). Les cellules sexuelles sont produites par un processus connu sous le nom de méiose et sont différentes des autres cellules parce qu'elles ont la moitié du nombre de chromosomes d'une cellule normale.

On parle dereproduction asexuée lorsqu'un organisme se reproduit sans l'aide d'un autre parent, soit en se clonant lui-même par mitose, soit par le développement d'un œuf non fécondé. Cette reproduction donne naissance à une progéniture génétiquement identique au parent. Nous savons que les humains ne peuvent pas se reproduire de manière asexuée, mais de nombreuses plantes et d'autres animaux ont cette capacité, y compris certains requins, lézards, et bien d'autres encore !

Figure 2 : Un chat adulte et un chaton comme exemple de reproduction sexuelle. Source : Pixabay.com.

L'étude de l'hérédité

L'étude de l'hérédité est utile car elle nous permet de comprendre comment certains caractères sont hérités et quels systèmes d'hérédité peuvent être plus utiles.

L'héritage des gènes par l'une ou l'autre méthode de reproduction peut réussir, mais un système est-il plus avantageux que l'autre ? Pour les organismes qui peuvent se reproduire des deux façons, leur choix dépend surtout de facteurs environnementaux. La reproduction asexuée peut être l'option à retenir lorsqu'il y a moins de ressources disponibles, car elle peut être plus efficace que la reproduction sexuée dans un environnement défavorable. Cependant, la reproduction sexuée permet une plus grande diversité génétique car les descendants ont un patrimoine génétique différent de celui de leurs parents.

Ce compromis entre la production rapide d'une progéniture plus nombreuse et la production d'une progéniture présentant une plus grande diversité génétique relie l'étude de l'hérédité à l'étude de la biologie de l'évolution. Certains traits sont sélectionnés par la sélection naturelle, ce qui signifie que les gènes sont soumis à une pression de sélection. Une plus grande diversité génétique au sein d'une population permet à cette dernière d'avoir plus de chances de s'adapter à un environnement changeant.

Exemples d'hérédité

La couleur des yeux, la taille, la couleur d'une fleur ou la couleur du pelage de ton chat : ce sont tous des exemples d'hérédité ! N'oublie pas qu'il s'agit d'exemples de phénotype, le caractère exprimé. Le génotype est constitué des gènes qui codent pour ces caractéristiques.

Bien que notre population de lapins puisse avoir de nombreux génotypes différents (9), nous voyons qu'il n'y a que quatre phénotypes différents dans la population, ce qui illustre la différence entre le génotype et le phénotype.

Groupe sanguin et hérédité

Savais-tu que même le "type" de sang que tu as est un produit de l'hérédité ? Les cellules sanguines portent à leur surface des antigènes que les scientifiques ont classés en antigènes A ou B, ou en O, c'est-à-dire sans antigènes. Si nous considérons les gènes A, B et O comme des allèles, nous pouvons comprendre la transmission de ces gènes. Nous savons que O est un allèle récessif, ce qui signifie que si tu hérites de AO, tu es du groupe A, ou de BO, tu es du groupe B. Tu dois hériter de deux allèles O pour avoir du sang de type O.

Les groupes sanguins A et B sont connus comme des allèles codominants, ce qui signifie que si tu hérites des allèles AB, tu auras les deux antigènes A et B sur tes cellules sanguines !

Tu as peut-être déjà entendu parler des groupes sanguins dits "positifs" ou "négatifs". Un autre antigène présent sur les cellules sanguines, connu sous le nom de facteur Rh, n'est pas un groupe sanguin concurrent mais un ajout au groupe sanguin ABO que tu as. Tu as soit du sang Rh positif (Rh +), soit du sang Rh négatif (Rh -). Le gène du sang Rh négatif est récessif, donc ce n'est que lorsque tu hérites des deux gènes récessifs que tu as le phénotype Rh négatif (Fig. 3).

Figure 3 : Tableau décrivant les types de sang et les antigènes associés. Source : Wikimedia.com.

Faits sur l'hérédité

Les parents transmettent à leur progéniture du matériel héréditaire qui peut coder certains traits. Ainsi, les caractères héréditaires sont transmis des parents à la progéniture. Il est important de noter que, bien que certains traits puissent être acquis tout au long de la vie d'un individu, ils ne peuvent pas être hérités. On parle alors de caractères acquis, qui ne peuvent pas être transmis par le matériel génétique d'une génération à l'autre.