Mendel, Gregor - Naturaliste de Bohême (Heinzendorf, Silésie, 1822-Brno, Moravie, 1884). Devenu moine augustin, il entre au couvent de Brno en 1843 ; par la suite, il termine ses études scientifiques à l'Université de Vienne.À partir de 1854, il enseigne la physique et les sciences naturelles à Brno.De 1857 à 1868, il se consacre à de longues expériences pratiques sur l'hybridation des pois dans le jardin du couvent. Après une observation attentive et patiente des résultats, il fut amené à énoncer avec clarté et exactitude mathématique les lois importantes qui portent le nom de lois de Mendel. Aussi valables pour le monde végétal que pour l'animal, ces lois ont constitué le point de départ de la création d'une nouvelle branche des sciences biologiques : la génétique. Pendant neuf ans, analysant les résultats de centaines et de centaines de pollinisations artificielles, cultivant et examinant quelque 12 000 plantes, Mendel a patiemment enregistré toutes ses observations, dont les résultats ont été présentés dans un court mémoire à la Brno Natural History Society en 1865. Au A l'époque, la publication n'était pas appréciée dans toute son importance et ne suscitait pas "l'intérêt qu'elle méritait. Ignorée par les savants pendant plus de trente" ans, les lois furent redécouvertes en 1900 simultanément et indépendamment par trois botanistes : H. de Vries en Hollande , C. Currens en Allemagne, E. von Tschermak en Autriche ; mais entre-temps l'étude de la biologie avait fait de grands progrès, les temps avaient changé et la découverte eut immédiatement un grand impact.
La première loi, ou loi de dominance, est aussi plus proprement appelée loi de l'uniformité des hybrides. Mendel a pris deux plants de pois (qu'il a appelés géniteurs) tous deux de race pure, l'un à graines jaunes, l'autre vert, et a utilisé le pollen de l'un pour fertiliser l'autre. De ce croisement, une première génération de pois de plantes hybrides, qui n'est plus de race pure, est issue ; toutes les plantes ont produit des pois à graines jaunes, aucune n'a présenté le caractère à graines vertes. La police jaune, en d'autres termes, dominait la verte ; c'est-à-dire que le jaune était dominant, le vert, masqué, récessif. Il y a aussi un cas particulier, où la dominance est incomplète et la première génération montre un caractère intermédiaire entre le paternel et le maternel ; mais même dans ce cas, les hybrides seront égaux les uns aux autres. Mendel a donné une explication brillante et ingénieuse des phénomènes ; il supposait qu'avec les gamètes, les facteurs responsables du développement des caractères étaient transmis ; il pensait que dans chaque organisme ou un caractère donné est régulé par deux facteurs, l'un transmis par la mère et l'autre par le père, et que ces deux facteurs sont les mêmes chez les individus de race pure, différents chez les hybrides et que finalement un seul facteur est contenu dans les gamètes. Mendel a indiqué les deux facteurs des caractères antagonistes avec des lettres de l'alphabet, majuscule pour le dominant, minuscule pour le récessif ; et puisque chaque parent a un couple de facteurs, il a indiqué par exemple avec AA le pois qui porte le caractère jaune dominant, avec aa celui qui porte le caractère récessif vert L'hybride qui reçoit A d'un parent et de l'autre sera Aa.
On peut remarquer ici qu'à partir de l'apparition d'un individu, il n'est pas toujours possible de savoir s'il appartient à une race pure ou s'il s'agit d'un hybride ; au contraire, il est nécessaire d'examiner son comportement en matière de métissage et de croisement. En fait, les pois jaunes de race pure et les hybrides sont apparemment identiques ; cependant, on sait que leur composition génétique est différente, l'une étant AA et l'autre Aa.En croisant entre eux des pois jaunes de race pure (AA) vous aurez toujours et uniquement des pois à graines jaunes, en croisant des pois jaunes ou semi-jaunes mais hybrides (Aa) entre eux vous verrez également des plantes à graines vertes apparaître dans leurs descendants . Les pois jaunes Aa, bien qu'identiques, sont différents génotypiquement, c'est-à-dire dans leur composition génétique. D'autres lois importantes de Mendel sont : la loi de ségrégation ou de disjonction des caractères et la loi d'indépendance des caractères.
A l'époque de Mendel les phénomènes de mitose et de méiose n'étaient pas encore clairs, mais on sait aujourd'hui que dans la méiose les gamètes ne reçoivent qu'un chromosome de chaque paire et qu'exclusivement avec la fécondation ces chromosomes reviennent s'accoupler au hasard.
Si nous pensons (pour simplifier temporairement) qu'un certain facteur est localisé sur une seule paire de chromosomes, nous voyons que dans l'organisme eucaryote (diploïde) les facteurs sont présents par paires, et que dans les gamètes (haploïdes) il n'y a qu'un seul lorsqu'ils sont présents par paires, ils peuvent être identiques ou différents.
Lorsque deux facteurs égaux (qu'ils soient dominants ou récessifs, GG ou gg) ont fusionné dans le zygote, l'individu résultant est dit homozygote pour ce caractère, tandis qu'hétérozygote est celui dans lequel deux facteurs différents ont fusionné (Gg).
Les facteurs alternatifs qui déterminent le caractère chez l'individu sont appelés allèles, dans notre cas G et g sont respectivement l'allèle dominant et l'allèle récessif pour le caractère de couleur des pois.
Les allèles d'un certain caractère peuvent être encore plus de deux. On parlera donc de caractères dialléliques et polyalléliques, ou, respectivement, de dimorphisme et polymorphisme génétiques.
Par convention, les générations du croisement expérimental sont indiquées par les symboles P, F1 et F2, qui signifient respectivement :
P = génération parentale ;
F1 = première génération filiale ;
F2 = filiale de deuxième génération.
Dans la croix mendélienne, le jaune X vert donne tous les jaunes ; deux de ces derniers croisés entre eux donnent un vert pour trois jaunes.Les jaunes et les verts de la génération P sont tous homozygotes (constaté par une sélection longue). ils donnent toujours des gamètes égaux, donc leurs descendants sont également égaux, tous hétérozygotes Puisque le jaune est dominant sur le vert, les hétérozygotes sont tous jaunes (F1).
Cependant, en croisant deux de ces hétérozygotes, on voit que chacun peut donner l'un ou l'autre type de gamètes avec une probabilité égale. Aussi l'union des gamètes dans les zygotes a la même probabilité (sauf cas particuliers), de sorte que dans F2 des zygotes des quatre types possibles se forment avec une probabilité égale : GG = homozygote, jaune ; Gg = hétérozygote, jaune ; gG = hétérozygote , jaune ; gg = homozygote, vert.
Le jaune et le vert sont donc dans un rapport de 3: 1 dans F2, car le jaune apparaît de toute façon tant qu'il est présent, tandis que le vert n'apparaît qu'en l'absence de jaune.
Pour mieux comprendre le phénomène du point de vue de la biologie moléculaire, il suffit de supposer qu'une certaine substance de base, le vert, n'est pas modifiée par l'enzyme produite par l'allèle g, tandis que l'allèle G produit une enzyme qui transforme le vert pigment en pigment jaune.Si l'allèle G n'est présent sur aucun des deux chromosomes homologues portant ce gène, les pois restent verts.
Le fait que les pois jaunes puissent être caractérisés par deux structures génétiques différentes, l'homozygote GG et l'hétérozygote Gg, permet de définir le phénotype et le génotype.
La manifestation externe des caractéristiques génétiques de l'organisme (ce que l'on voit), plus ou moins modifiées par les influences environnementales, est appelée phénotype.L'ensemble des caractéristiques génétiques seul, qui peut ou non se manifester dans le phénotype, est appelé génotype.
Les pois jaunes F2 ont le même phénotype mais un génotype variable. En fait, ce sont 2/3 d'hétérozygotes (porteurs du trait récessif) et 1/3 d'homozygotes.
Au lieu de cela, par exemple, dans les pois verts, le génotype et le phénotype sont mutuellement invariables.
Comme nous le verrons, l'apparition d'un seul des caractères parentaux en F1, et l'apparition des deux caractères dans un rapport 3 : 1 en F2, sont des phénomènes d'ordre général qui font respectivement l'objet de la 1ère et de la 2ème loi de Mendel. Tout cela fait référence au croisement entre des individus qui diffèrent pour une même paire d'allèles, pour un même caractère génétique.
Si n'importe quel autre tel croisement est fait, le modèle mendélien est répété ; par exemple, en croisant des pois à graine ridée et à graine lisse, chez lesquels l'allèle lisse est dominant, on aura LL X 11 en P, tous LI (hétérozygotes, lisses) en F1, et trois lisses pour chaque ridé en F2 (25 % LL , 50% LI, 25% 11). Mais si l'on croise maintenant des doubles homozygotes, c'est-à-dire des variétés qui diffèrent par plus d'un caractère (par exemple GGLL, jaune et lisse, avec ggll, vert et regosi), on voit que en F1 tous seront hétérozygotes avec les deux caractères dominants, phénotypés, mais en F2 il y aura les quatre combinaisons phénotypiques possibles dans un rapport numérique de 9: 3: 3: 3: 1 qui dérive des 16 génotypes possibles correspondant aux combinaisons possibles du quatre types de gamètes (pris par paires à deux dans les zygotes).
Il est évident que deux personnages qui étaient ensemble dans la première génération se séparent indépendamment l'un de l'autre dans la troisième. Chaque paire de chromosomes homologues se sépare indépendamment de l'autre dans la méiose, et c'est ce qu'établit la 3ème loi de Mendel.
Voyons maintenant, dans leur ensemble, une formulation des trois lois de Mendel :
1a : loi de dominance. Étant donné une paire d'allèles, si la progéniture d'un croisement entre les homozygotes respectifs n'a qu'un des caractères parentaux du phénotype, celui-ci est appelé dominant et l'autre récessif.
2a : loi de ségrégation. Le croisement d'hybrides F1 donne trois dominants pour chaque récessif, le rapport phénotypique est donc de 3 : 1, tandis que le rapport génotypique est de 1 : 2 : 1 (25 % d'homozygotes dominants, 50 % d'hétérozygotes, 25 % d'homozygotes récessifs).
Lors du croisement d'individus qui diffèrent par plus d'une paire d'allèles, chaque paire se sépare en descendants, indépendamment des autres, selon la 1ère et la 2ème loi.
Ces trois lois, bien que mal formulées en tant que telles par Mendel, sont reconnues comme le fondement de la génétique eucaryote. Comme c'est toujours le cas dans les grands principes de la biologie, le caractère général de ces lois ne signifie pas qu'elles n'aient pas d'exceptions.
En effet, il y a tellement d'exceptions possibles qu'il est aujourd'hui d'usage de diviser la génétique en mendélienne et néomendélienne, incluant dans cette dernière tous les phénomènes qui ne relèvent pas des lois mendéliennes.
Si, cependant, les premières exceptions jettent le doute sur la validité des découvertes de Mendel, il a été possible par la suite de démontrer que ses lois sont de portée générale, mais les phénomènes sous-jacents se combinent avec une grande variété d'autres phénomènes qui en modulent autrement l'expression.
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