Définissons...
Le premier soucis de Mendel a été d'obtenir des variétés "pures" de petit pois. Une lignée "pure" est une lignée dont les parents donnent des
descendants identiques à eux-mêmes en ce qui concerne le caractère considéré. Pour faire plus simple et plus bettaphile, un croisement
entre un mâle jaune et une femelle jaune issus d'une lignée "pure" doit donner 100% d'alevins jaunes.
Retrouvons Mendel avec dans sa poche (le jardin du monastère), une variété "pure" à graine lisse et une variété "pure" à graine ridée.
Première expérience : croiser un plant à graine lisse avec un plant à graine ridée
Ce type de croisement entre deux variétés différentes est appelé hybridation. Un seul caractère (l'apparence de la graine, lisse ou ridée) est
étudié, on parle de croisement monohybride.
On nomme génération parentale (notée P) les plants parents de lignée "pure" et génération F1 (génération filiale 1) les hybrides qui en sont
issus.
Les plants F1 présentaient tous des graines lisses. Autrement dit, le parent à graine lisse avait transmis cette caractéristique.
Mendel croisa ensuite deux plants F1 et obtint une nouvelle génération de plantes (génération filiale 2 notée F2) qui donna 5 474 plants à
graine lisse et 1 850 plants à graine ridée (rapport 3 graines lisses : 1 graine ridée). Il en conclua que le caractère graine ridée était resté
présent dans la génération F1 sous une forme non apparente.
Comme le caractère graine lisse était resté visible en F1, il le qualifia de dominant. Par opposition, il qualifia le caractère graine ridée de
récessif.
Les conclusions de Mendel pour cette expérience sont :
1. Les variations du caractère s'expliquent par les formes différentes (appelées allèles) que peuvent avoir le gène.
2. Pour un caractère, les plants F1 héritent de deux allèles, un de chaque parent.
3. Si les deux allèles diffèrent, l'un deux, l'allèle dominant, s'exprime pleinement dans l'apparence de l'organisme (le phénotype); l'autre,
l'allèle récessif, n'a pas d'effet notable sur l'apparence de l'organisme.
4. Il y a ségrégation des deux allèles de chaque caractère au cours de la formation des gamètes.
Mendel retrouva le rapport 3/1 pour la transmission de six autres caractères et en a déduit que, pour un croisement monohybride, la
ségrégation des caractères se fait selon le rapport 3/1.
Que s'est-il passé lors de ce croisement en F1 et F2 ?
Les plants de la génération parentale de lignée "pure" étaient tous les deux homozygotes pour le caractère apparence de la graine. Un
individu homozygote possède deux allèles identiques pour un gène.
Un plant à graine lisse possédait deux allèles dominants que je vais noter L. Un allèle dominant est toujours noté en majuscule.
Un plant à graine ridé possédait, quant à lui, deux allèles récessifs que je vais noté l. Un allèle récessif est toujours noté en minuscule et pour
ne pas se perdre dans le système de notation, il est préférable d'utiliser la même lettre pour les deux allèles d'un gène.
Rappelez-vous la conclusion n°2 : les plants F1 héritent de deux allèles, un de chaque parent. Le parent à graine lisse ne peut transmettre
que l'allèle L et le parent à graine ridé, un allèle l.
Les plants de la lignée F1 de phénotype "graine lisse" ont donc un allèle L et un allèle l, ils sont dits hétérozygote. Un individu hétérozygote
possède deux allèles différents pour un gène.
Les phénomènes de dominance et récessivité font que l'apparence d'un organisme (son phénotype, la graine lisse dans ce cas) ne révèle pas
toujours sa combinaison allélique (son génotype). Dans cet exemple, le parent à graine lisse a le même phénotype qu'un plant F1 mais leurs
génotypes sont différents (homozygote LL pour le premier, hétérozygote Ll pour le second).
Vous êtes perdus ??? Un beau dessin étant toujours préférable à un long discours, un tableau de croisement s'impose !
Je vais faire dans la caricature en optant pour une opposition rose/bleu mais pour éviter tout procès d'intention, le rose sera dominant sur le
bleu ;-)
Plantons le décor...
C'est dans la quiétude - toute relative - du monastère de Brno, République Tchèque, qu'est née la génétique. Fils de paysan, sans le sou, féru
de botanique, Gregor Mendel se fait moine par nécessité pour s'épargner les rudesses de la lutte pour la vie (gagner de l'argent) et se
consacrer aux sciences naturelles...et, à ce qu'en dit la légende, à la culture de 28 000 plants de petits pois pour poser les bases de la
génétique.
Comme tout domaine, la génétique a son jargon qu'il convient de maîtriser un tant soit peu...et pour rendre hommage à Mendel, je vais
reprendre ses expériences pour donner quelques définitions utiles.
En F1, on obtient bien 100% d'hétérozygote Ll avec l'apparence de l'allèle dominant (rose, enfin à graine lisse).
Que se passe-t-il en F2 ?
Retour à la conclusion n°4 : il y a ségrégation des allèles lors de la formation des gamètes, autrement dit, un plant F1 transmet à un plant F2
soit un allèle L, soit un allèle l. Avec deux parents F1, il y a donc quatre possibilités en F2.
Génétique et couleurs
La couleur des fleurs est l'un des six autres caractères étudié par Mendel.
En croisant une lignée "pure" à fleurs violettes avec une lignée "pure" à fleurs blanches, il a obtenu les mêmes résultats que pour le caractère
"apparence de la graine", à savoir 100% de plants à fleurs violettes en F1 puis 75% de plants à fleurs violettes et 25% de plants à fleurs
blanches en F2...mais le résultat aurait pu être différent.
Même si Mendel a observé de la dominance dans chacun des sept croisements monohybrides qu'il a effectués - les mauvaises langues sous-
entendant qu'il n'aurait présenté que les résultats qui allaient dans ce sens - la dominance complète (cas des travaux de Mendel) n'est qu'un
cas extrême des relations de dominance/récessivité entre allèles d'un même gène.
Imaginons Mendel croiser une lignée "pure" à fleurs rouges avec une lignée "pure" à fleurs blanches et obtenir en F1 100% de plants à fleurs
roses, puis en F2 25% de plants à fleurs rouges, 50% de plants à fleurs roses et 25% de plants à fleurs blanches.
Que peut-on en déduire ? Que Mendel s'est fourvoyé dans le mode de transmission des caractères ? Vite un dessin ! A gauche, le tableau de
croisement pour la F1 et à droite celui pour la F2 en suivant les conclusions de Mendel.
Comment expliquer le phénotype fleurs roses ? La manière la plus simple, toujours privilégiée en science, est de conclure à une interaction
entre l'allèle rouge et l'allèle blanc pour donner un phénotype rose chez les hétérozygotes.
De manière simplifiée, on parle de dominance incomplète dans le cas d'un phénotype intermédiaire chez les hétérozygotes (exemple ci-dessus),
et de co-dominance dans le cas d'un phénotype différent (cas des groupes sanguins par exemple).
Voilà, nous avons les bases nécessaires en génétique mendélienne pour commencer l'étude de la génétique des couleurs chez le Betta
splendens ou pour ceux qui le souhaite, se plonger dans les croisements dihybrides et plus si affinités !
En F2, on obtient bien trois phénotypes roses (à graine lisse, n'oubliez pas que l'apparence d'un hétérozygote correspond à l'allèle dominant)
et un phénotype bleu (rapport 3:1 pour les phénotypes).
Au niveau des génotypes, la génération F2 est composée à 25% d'homozygote dominant LL, à 50% d'hétérozygote Ll et à 25% d'homozygote
récessif ll (rapport 1:2:1 pour les génotypes).
En toute rigueur, le tableau de croisement pour la F1 aurait du avoir l'apparence ci-dessous. Mais pourquoi faire compliqué quand on peut
faire simple !
Génétique : Débuter