Dans cette fiche explicative, nous apprendrons à décrire l’hérédité des gènes du parent à la descendance et à expliquer la différence entre les gènes dominants et récessifs.
L’ADN (acide désoxyribonucléique) est une molécule contenue dans chaque cellule qui contient toutes les informations nécessaires pour construire un individu. L’ADN est une très longue molécule hélicoïdale qui contient nos gènes. Les gènes sont des séquences d’ADN portant les instructions pour la création de molécules et des protéines. Imaginez votre ADN comme le seul exemplaire du livre de recettes qui fait de vous ce que vous êtes. Chaque gène serait l’une des recettes contenues dans ce livre. Les humains ont plus de 23 000 gènes portant toutes les instructions nécessaires pour construire chaque cellule de leur corps. Ça c’est du livre de recettes géant, n’est-ce pas ? Généralement, nous recevons nos gènes de chacun de nos parents. Cela signifie que nous avons deux versions de chaque recette. Nous allons voir comment ces versions sont utilisées pour construire la personne unique que nous sommes.
Définition : Gène
Un gène est une séquence d’ADN qui contient les informations nécessaires pour produire une certaine caractéristique (p. ex., la couleur des yeux).
Définition : Caractéristique
Une caractéristique est une propriété observable, comme la couleur des yeux ou des cheveux, déterminée par notre ADN.
Les gènes permettent de transmettre certains caractères d’une génération à l’autre. Lorsqu'un organisme transmet des gènes à ses enfants (appelés descendants ou progéniture), on dit que ces derniers héritent des gènes de leurs parents. Les protéines codées par les gènes créent des caractères et attributs physiques observables qui peuvent être transmis des parents aux enfants.
Définition : Hérédité
L’hérédité est la transmission de caractères des parents à leur progéniture.
Les molécules d’ADN sont incroyablement longues. Chez l’Homme, la molécule d’ADN d’une seule cellule fait entre deux et trois mètres de long. Les cellules humaines étant microscopiques, elles empaquettent ce long ADN sous forme de structures filiformes incroyablement compactes appelées chromosomes, comme le montre la figure 1. Chez l’Homme, les chromosomes se trouvent dans le noyau, si bien empaquetés que l’ensemble de l’ADN de la cellule s’y trouve.
Définition : Chromosomes
Les chromosomes sont de longues molécules d’ADN enroulées autour de protéines.
Exemple 1: Identifier l’ADN enroulé dans le noyau de la cellule
Dans le noyau de vos cellules, l’ADN est enroulé sous forme de longs brins. Comment appelle-t-on ces longs brins d’ADN ?
- hélice
- gènes
- nucléosomes
- chromosomes
- ribosomes
Réponse
L’ADN est une longue molécule hélicoïdale double brin qui contient des gènes. Au sein de l'ADN, des séquences codent pour des protéines responsables des caractéristiques d'un organisme. L’ADN est une très longue molécule, mesurant 3 mètres de long. Pour que cet ADN rentre dans une cellule, qui est microscopique, la cellule emballe l’ADN sous forme de structures étroitement enroulées appelées les chromosomes. Observés au microscope, les chromosomes sont des structures filiformes, toujours localisées dans le noyau de la cellule.
La bonne réponse est donc « chromosomes ».
La progéniture hérite de ses gènes, et donc de ses caractéristiques, de la part de son père et de sa mère biologiques. Les gènes de la progéniture sont des combinaisons uniques du génome de leurs parents, et les enfants présentent un mélange des caractéristiques de leurs parents.
Les chromosomes jouent un rôle central dans l’hérédité des gènes. Les cellules normales du corps humain ont 46 chromosomes organisés en 23 paires de chromosomes. Ces 23 paires de chromosomes sont représentées en figure 1. Par contre, les cellules reproductrices (les spermatozoïdes et les ovules) ne possèdent que 23 chromosomes.
Lorsque deux organismes se reproduisent, leurs cellules reproductrices s’associent dans un processus appelé la fécondation. Au cours de ce processus, le spermatozoïde du père fusionne avec l’ovule de la mère pour donner une nouvelle cellule. Ce processus est illustré en figure 2.
Cette nouvelle cellule, appelée zygote, possède donc un lot complet de 46 chromosomes. Le zygote se divise ensuite en plusieurs cellules, qui donneront plus tard un organisme adulte. Lorsque le zygote se divise en plusieurs cellules, chaque cellule fille garde également 46 chromosomes. C’est pourquoi le noyau de toutes les cellules somatiques (corporelles) contient 46 chromosomes.
Exemple 2: Déterminer le nombre de Chromosomes dans le noyau après la fécondation
Le schéma ci-dessous représente les grandes lignes du processus de fécondation.
Après la fécondation, un embryon se forme. L’embryon représenté sur la figure a 4 cellules. Combien de chromosomes y aura-t-il dans le noyau de chacune de ces cellules ?
Réponse
Pendant la fécondation, un spermatozoïde du père féconde l’ovule de la mère. Les deux cellules combinent le matériel génétique des parents pour former une nouvelle cellule appelée le zygote (embryon au stade 1 cellule). La moitié du génome du zygote vient du père, et l’autre moitié vient de la mère.
Le spermatozoïde et l’ovule portent chacun 23 chromosomes. Les chromosomes sont des structures filiformes d’ADN étroitement enroulé. Lors de la fécondation, le spermatozoïdes et l’ovule fusionnent pour donner un zygote, qui porte donc 46 chromosomes.
Le zygote entame alors sa division cellulaire. Il se divise en deux cellules, puis quatre, puis huit, et ainsi de suite. Enfin, après de nombreux cycles de divisions cellulaires et de croissance, cela donnera un bébé. Généralement, lorsque les cellules se divisent, elles copient leur nombre exact de chromosomes puis les répartissent dans les nouvelles cellules. Par conséquent, toutes les cellules filles ont le même nombre de chromosomes que leur cellule mère.
Puisque le zygote contient 46 chromosomes, toutes ses cellules filles (qui donneront les cellules du corps) auront également 46 chromosomes. Par conséquent, après deux cycles de division cellulaire après la fécondation (ce qui donne quatre cellules), chaque cellule contiendra 46 chromosomes.
Chaque paire de chromosomes ayant un chromosome de chaque parent, chaque enfant hérite d’un mélange unique des gènes de sa mère et de son père. À mesure qu’il grandit, il développe un mélange unique des caractères de ses parents, car son génome est un mélange de gènes maternels et paternels.
Lorsqu’un humain atteint la maturité sexuelle, il commence à produire des gamètes, c’est-à-dire des spermatozoïdes ou des ovules. Chaque gamète gardera aléatoirement l’un des chromosome de chacune des 23 paires. Les spermatozoïdes ou ovules résultants auront 23 chromosomes sélectionnés au hasard.
Définition : Gamètes
Les gamètes sont les cellules reproductrices d’un organisme, qui contiennent moitié moins de matériel génétique que les cellules normales du corps.
Les autres organismes ont des nombres de chromosomes différents. Par exemple, les chimpanzés ont 48 chromosomes organisés en 24 paires de chromosomes. Cependant, comme chez les humains à la maturité sexuelle, leurs gamètes n’ont que la moitié des chromosomes des cellules corporelles. Leurs gamètes ont donc 24 chromosomes.
De nombreux caractères sont hérités. Cela signifie que la caractéristique codée par un gène peut être transmise des parents à leurs enfants. Cependant, certains caractères ne sont pas hérités, mais plutôt acquis au cours de la vie d’un organisme. Les caractères acquis résultent d’interactions avec l’environnement et ne peuvent pas être transmis des parents à leur progéniture.
Par exemple, le groupe sanguin, la couleur des yeux et la couleur naturelle des cheveux sont tous des caractères héréditaires. Si un enfant a les yeux bleus, alors ses parents doivent tous les deux porter le gène des yeux bleus. Cet enfant peut transmettre ce gène pour les yeux bleus à ses enfants plus tard dans la vie.
Par contre, les piercings, les cicatrices et les tatouages sont des exemples de caractères acquis. Par exemple, si une personne obtient une cicatrice après avoir écorché son genou en jouant au rugby, cette cicatrice est le résultat de l’interaction de cette personne avec son environnement, et non de sa génétique. Par conséquent, cette personne ne transmettra pas cette cicatrice à ses enfants.
Exemple 3: Identifier les caractères acquis
On demande à un élève de se décrire.
Il écrit : « J’ai les yeux bleus et les cheveux naturellement bruns. Quand j’étais plus jeune, je me suis blessé en trébuchant, et maintenant j’ai une cicatrice sur le bras. »
Laquelle ou lesquelles des caractéristiques décrites ci-dessus cet élève n’a-t-il pas hérité de ses parents ?
- sa cicatrice sur leur bras
- ses yeux bleus
- ses cheveux bruns
- ses yeux bleus et ses cheveux bruns
Réponse
Les organismes portent deux types différents de caractères : hérité et acquis.
Les caractères hérités sont codés par les gènes d’une personne. Les gènes sont des séquences d’ADN codant pour des protéines qui donneront les caractéristiques d’une personne. Les caractères hérités sont transmis des parents à leurs enfants par le biais de gènes qui portent les instructions des caractères. La couleur des yeux et la couleur des cheveux sont deux exemples de caractères héréditaires, rendant toutes les options ses yeux bleus et ses cheveux bruns incorrectes.
En revanche, certains caractères sont acquis. Les caractères acquis ne sont pas codés par les gènes d’une personne et résultent de ses interactions avec son environnement. Comme les caractères acquis ne sont pas codés génétiquement, les parents ne peuvent pas les transmettre à leurs enfants. Par exemple, une cicatrice est une caractéristique physique qui résulte d’une blessure, et non de l’expression d’un gène. La cicatrice sur le bras d’une mère ne sera pas transmise à ses enfants. Par conséquent, la caractéristique décrite par l’élève qu’il n’a pas héritée de ses parents est sa cicatrice sur le bras.
Les gènes ont différents variants. Parmi eux, certains sont dominants par rapport aux autres. Lorsqu’un variant d’un gène est dominant sur une autre, ce variant est toujours exprimé sous la forme d’un caractère observable. Le variant récessif (non dominant) est habituellement caché, à moins que l’organisme ait deux copies du variant récessif du gène. Dans ce cas, l’organisme exprime le caractère codé par le variant récessif.
Définition : Caractère
Un caractère est une variation d’une caractéristique.
Terme clé : Caractère dominant
Un caractère dominant est la version d’une caractéristique qui sera toujours exprimée, dès lors que l’organisme hérite d’un gène codant pour ce caractère.
Terme clé : Caractère récessif
Un caractère récessif est la version d’une caractéristique qui n’est exprimée que si l’information génétique donnant le caractère dominant est absente.
Par exemple, chez l’Homme, le variant du gène des taches de rousseur domine le variant « absence de taches de rousseur ». Comme illustré en figure 3, supposons qu’un enfant hérite d’un gène des taches de rousseur de son père et d’un gène absence de taches de rousseur de sa mère. Dans ce cas, l’enfant aura des taches de rousseur car son variant paternel de taches de rousseur est dominant par rapport au variant maternel d’absence de taches de rousseur.
Cependant, supposons que l’enfant ait hérité de deux copies d’absence de taches de rousseur des deux parents. Dans ce cas, l’enfant n’aura pas de taches de rousseur car aucun variant dominant ne masque le caractère du gène récessif.
Un point important à retenir ici est que même si la progéniture porte les gènes des deux parents, leurs caractéristiques ne sont pas toujours un mélange des caractéristiques de leurs parents. Une mère aux yeux bleus et un père aux yeux marrons (portant deux gènes marrons dominants) n’auront pas d’enfants aux yeux bleus-marrons, car le gène des yeux marrons est dominant sur le gène des yeux bleus. Leurs enfants auront donc plutôt les yeux marron.
Exemple 4: Identifier les gènes récessifs
Le schéma ci-dessous montre comment la couleur des yeux peut être héritée chez l’Homme. Quel terme désigne le gène des yeux bleus dans cet exemple ?
- soumis
- inactif
- récessif
- passif
- dominant
Réponse
Les gènes sont des séquences d’ADN qui codent pour les informations nécessaires à la fabrication des protéines. Ces protéines forment la base de caractères physiques observables à l’œil nu. Par exemple, les gènes codent les instructions pour la couleur des yeux dont une personne hérite. Les gènes sont situés sur des structures appelées chromosomes.
Chaque personne a 46 chromosomes dans chacune de ses cellules corporelles normales. Ces 46 chromosomes sont organisés en 23 paires de chromosomes. Chaque paire se compose d’un chromosome hérité de la mère et d’un chromosome hérité du père.
De plus, chaque personne possède deux copies de chaque gène : un gène de sa mère et un gène de son père. Chaque gène maternel est situé sur les chromosomes maternels, et chaque gène paternel est situé sur les chromosomes paternels.
Les gènes ont différents variants. Certains variants sont dominants par rapport à d’autres. Lorsqu’un organisme a un variant génique dominant, le caractère que ce gène code cache le caractère de l’autre variant génique, même s’il est présent dans le génome de l’organisme. Les variants géniques qui sont masquées par les gènes dominants sont appelés gènes récessifs.
Le variant génique des yeux marron est dominant. Il suffit qu’une personne ait une copie du gène des yeux marron pour qu’elle ait les yeux marron. Même si elle a le gène des yeux bleus (gène récessif) sur l’autre chromosome, elle aura toujours les yeux marron car c’est un gène dominant.
Étant donné que l’enfant dans la question porte à la fois le gène des yeux bleus (sur le chromosome gauche) et le gène des yeux marron (sur le chromosome droit) et qu’il a les yeux marron, le gène des yeux marron doit être dominant. Par conséquent, le gène des yeux bleus doit être récessif.
L’hérédité est extrêmement importante pour les êtres vivants. Elle permet aux organismes de transmettre les gènes qui leur permettent de survivre et de se reproduire.
Points clés
- Les instructions des caractéristiques d’un organisme sont codées dans son ADN sous la forme de séquences appelées gènes, disposées en structures filiformes appelées chromosomes.
- L’hérédité dicte comment les enfants héritent d’un mélange de gènes, et des caractéristiques qu’ils codent, depuis leur mère et leur père.
- Les cellules du corps humain ont 46 chromosomes qui se trouvent dans le noyau de la cellule, tandis que les cellules reproductrices (spermatozoïdes et ovules), également connues sous le nom de gamètes, n’ont que 23 chromosomes.
- Lorsque le spermatozoïde du père féconde l’ovule de la mère, ils apportent chacun 23 chromosomes, formant un zygote à 46 chromosomes.
- Bien que les organismes héritent de certaines caractéristiques de leurs parents, ils en acquièrent d’autres par leurs interactions avec leur environnement.
- Certains gènes sont dominants. Lorsqu’un organisme porte un gène dominant, il présente toujours le caractère correspondant. Certains gènes sont récessifs. Un organisme ayant un gène récessif ne présentera pas le caractère récessif s’il y a aussi un gène dominant présent.
