FICHE 6 — Linkage, crossing-over et diversité génétique (NS4)
Niveau : NS4 — Sciences de la Vie et de la Terre
I. Rappel : gènes, chromosomes et méiose
Les gènes sont portés par les chromosomes. Au moment de la méiose, les chromosomes homologues se séparent pour former les gamètes. La façon dont les gènes sont répartis dans les gamètes explique la diversité génétique observée chez les descendants.
- Un chromosome porte plusieurs gènes disposés en file le long de l’ADN.
- Deux chromosomes homologues portent les mêmes gènes dans le même ordre.
II. Gènes liés et linkage
1. Définition de gènes liés
On dit que deux gènes sont liés lorsqu’ils sont situés sur le même chromosome. Ils ont tendance à être transmis ensemble au cours de la méiose.
2. Dihybridisme avec gènes liés
Si deux gènes A/a et B/b sont situés sur le même chromosome, un individu peut avoir comme configuration de départ :
- AB / ab (les allèles dominants sur un chromosome, les récessifs sur l’autre),
- ou Ab / aB (configuration différente).
En absence de recombinaison (crossing-over), les gamètes produits reprennent les combinaisons parentales (AB et ab, par exemple).
III. Le crossing-over (enjambement)
1. Définition
Le crossing-over est un échange de segments entre deux chromosomes homologues au cours de la méiose. Il se produit pendant la prophase I, quand les chromosomes homologues sont appariés.
2. Conséquences du crossing-over
- Création de nouvelles combinaisons d’allèles sur un même chromosome.
- Apparition de gamètes recombinés (différents des combinaisons parentales).
- Augmentation de la diversité génétique au sein de la descendance.
Si un individu a pour configuration AB / ab, un crossing-over peut produire des chromosomes Ab et aB, en plus de AB et ab.
IV. Gamètes parentaux et gamètes recombinés
1. Types de gamètes
- Gamètes parentaux : conservent les associations d’allèles présentes sur les chromosomes d’origine (ex : AB et ab).
- Gamètes recombinés : présentent de nouvelles associations (ex : Ab et aB).
2. Proportions observées
En général, lorsque deux gènes sont liés :
- Les gamètes parentaux sont plus fréquents.
- Les gamètes recombinés sont moins fréquents (leur fréquence dépend de la distance entre les gènes sur le chromosome).
V. Fréquence de recombinaison et distance génétique
1. Fréquence de recombinaison
La fréquence de recombinaison entre deux gènes est le pourcentage de gamètes recombinés observés parmi l’ensemble des gamètes.
On peut l’estimer expérimentalement en étudiant les descendants d’un croisement-test :
- Fréquence de recombinaison (%) = (Nombre de descendants recombinés ÷ Nombre total de descendants) × 100.
2. Distance génétique (unités de carte)
Plus la fréquence de recombinaison est élevée, plus les gènes sont éloignés sur le chromosome. On exprime cette distance en unités de carte (ou centiMorgans) :
- 1 % de recombinaison ≈ 1 unité de carte.
• Fréquence de recombinaison faible → gènes très proches (fortement liés).
• Fréquence de recombinaison élevée → gènes plus éloignés sur le chromosome.
VI. Linkage et lois de Mendel
Lorsque les gènes sont situés sur des chromosomes différents, ils se comportent comme indépendants (loi de disjonction indépendante de Mendel). Mais lorsque deux gènes sont liés, les proportions classiques (9 : 3 : 3 : 1) ne sont plus respectées : les combinaisons parentales sont avantagées.
- Gènes indépendants → proportions mendéliennes classiques.
- Gènes liés → excès de phénotypes parentaux, présence de phénotypes recombinés en plus faible proportion.
VII. Synthèse (À retenir)
- Les gènes liés sont situés sur le même chromosome et tendent à être transmis ensemble.
- Le crossing-over est un échange de segments entre chromosomes homologues lors de la méiose.
- Le crossing-over produit des gamètes recombinés et augmente la diversité génétique.
- La fréquence de recombinaison permet d’estimer la distance entre deux gènes.
- Le linkage explique certaines déviations par rapport aux proportions mendéliennes classiques.