Fiches de révision : S.V.T (BILAN)

« Fiches de révision : S.V.T (BILAN) Partie 1 : Génétique et Evolution Chapitre 1 => L’origine du génotype des individus La génétique est la science qui s’intéresse à la transmission des caractères, des gènes et allèles qui déterminent ces caractères. L’identification des génotypes peut être réalisée par l’analyse de croisements orientés et par l’analyse d’arbres généalogiques. I. La mitose et la conservation du patrimoine génétique  La mitose => division cellulaire assurant l’information génétique sans modification (lignée somatique => cellules n’appartenant pas à la lignée germinale) Les clones => sont dû, par mitose, de la multiplication d’une cellule initiale Mutations => modifications du matériel génétique => accumulation et naissance de variations génétique entre les clones et les cellules mutées => reste dans le temps pour toute une lignée cellulaire qui dérive du mutant = sous-clones  Tumeurs => population clone des cellules =>Certaines cellules cancéreuses portent des mutations spécifiques donnant un phénotype cancéreux (exemple : au niveau d’un site régulateur de l’expression d’un gène) II.

La méiose et les brassages chromosomiques  Méiose => double division cellulaire formant 4 gamètes (haploïde : n) à partir d’une cellule mère (diploïde : 2n) =>se fait au sein des cellules de la lignée germinale (testicules, ovaires, étamines et ovaire végétaux) =>nécessite l’étape de fécondation de l’ADN (phase S, Synthèse – Réplication/Duplication) =>ne s’intègre pas dans le cycle cellulaire (somatique) =>suivie d’une étape de fécondation ramenant la quantité d’ADN à la normale =>cellule-œuf produite va reprendre le cycle cellulaire  Un croisement permet de savoir comment les caractères se transmettent Fécondation => les génomes contenus dans chaque gamète, haploïde (n), d’origine indépendant sont transmis et le résultat donne une cellule-œuf diploïde (2n) Paires d’allèles => allèles identiques = homozygote => allèles différents = hétérozygote Dominance => lorsque le phénotype résulte de l’expression d’un seul des allèles Récessivité => lorsque le phénotype résulte de l’expression des deux allèles sont identiques Codominance => lorsque les deux allèles interviennent sauf dans la réalisation du phénotype Test-cross => permet de déterminer le génotype d’un individu et les gamètes qu’il produit => consiste à croiser la F1 avec un individu homozygote/hétérozygote récessif/dominant => Si l’individu à tester (F1) est homozygote (dominant), sa descendance sera hétérozygote et tous les individus auront le même phénotype => Si l’individu (F1) est hétérozygote, une partie de sa descendance sera homozygote et l’autre hétérozygote => permet de savoir si les gènes sont liés sur la même paire de chromosome ou indépendants sur des paires différentes  Brassage inter-chromosomique => repartit aléatoirement les chromosomes homologues en anaphase I Brassage intra-chromosomique => chromosomes homologues accolés voyant leurs chromatides entrer en contact en chiasmas.

Il y’a crossing over (échange de portions de chromatides) en prophase I Deux gènes à l’état hétérozygote => 4 combinaisons d’allèles possibles et sont équiprobables -> gènes indépendants -> sur des chromosomes différents => Inter-chro =>4 combinaisons d’allèles possibles après recombinaison et ne sont pas équiprobables (phénotypes parentaux majoritaires/phénotypes recombinés minoritaires) -> gènes liés -> sur un même chromosome => Intra-chro III.

La fécondation participe à la diversité génétique La fécondation => fusion de deux gamètes qui associe à deux tests de chromosomes diploïdes pour reformer un caryotype diploïde complet =>permet le maintien de la stabilité du caryotype au cours de génération =>permet la mise en place d’une diversité génétique importante en associant aléatoirement deux gamètes ainsi la diversité des zygotes (qui correspond au carré de la diversité des gamètes) Zygote => œuf fécondé ou cellule diploïde résultant d’une fusion de gamètes IV.Les anomalies lors de la méiose et leurs conséquences Les accidents génétiques des cellules en méiose peuvent parfois contribuer à enrichir les génomes, constituant par exemple des familles multigéniques Migration anormale => entraine, lors de la méiose (I ou II) des chromosomes ou des chromatides, une production des gamètes comportant un chromosome surnuméraire ou l’absence d’un chromosome Échange non équilibré => ou crossing over inégal de chromatides, peut entrainer soit une perte de gènes soit une duplication de gènes =>si un gène ancestral subit une duplication, les copies de ce gène évolueront de façon indépendante tout en accumulant des mutations différentes -> qui forme alors une famille multigénique REMARQUE : En comparant deux à deux les gènes ou les protéines codées par ces gènes et en considérant que plus leurs ressemblances sont grandes, plus la duplication génique est récente, on peut reconstituer l’histoire d’une famille multigénique V.

Analyses génétiques dans l’espèce humaine  Chromosomes sexuels => les femelles possèdent deux chromosomes homologues et donc deux allèles pour chaque gène =>les mâles ont deux chromosomes sexuels différents et possèdent alors certains allèles qui sont présents qu’en un seul exemplaire  L’analyse d’un arbre généalogique permet d’apporter des informations Règles de transmission de caractères héréditaires => permet de déterminer si un caractère est à transmission autosomique ou gonosomique, récessive ou dominante (ex : un allèle est récessif lorsque le caractère étudié apparait chez un enfant alors qu’il est absent chez ses parents) =>On peut aussi considérer la probabilité d’une nouvelle mutation apparue chez l’enfant alors que les parents ne la possèdent pas =>La détermination du mode de transmission d’un allèle permet de procéder à une évaluation du risque comme par exemple dans le cas d’une maladie d’origine génétique =>Le séquençage de l’ADN et les progrès de la bio-information permettent de connaitre directement le génotype de chaque individus d’une famille et d’établir une relation entre certains gènes mutés et certains phénotypes Autosomique => un gène situé sur un chromosome qui n’intervient pas dans la détermination sexuelle (exemple : s’il est localisé sur une paire de chromosomes homologues) Gonosomique => chromosome qui déterminent le sexe (exemple : s’il est situé sur la paire de chromosomes sexuels) Chapitre 2 => Les transferts horizontaux I.

Exposé  Les bactéries ont la capacité d’échanger des gènes par transfert horizontale au sein d’une même espèce ou entre espèces différentes Trois modalités de transferts : - Par transformation => c’est lorsqu’il y’a intégration de l’ADN libéré dans l’environnement - Par conjugaison => c’est un transfert de l’ADN entre deux bactéries par l’intermédiaire d’un pont de conjugaison.

L’ADN échangé sera via les plasmides - Par traduction => c’est un transfert d’ADN par l’intermédiaire d’un virus (bactériophage) emportant des fragments du génomes d’une bactérie donneuse vers une bactérie receveuse  Ces transferts ont des effets sur les populations et contribuent à leur évolution => par exemple les gènes d’antibiorésistants qui sont portés par les plasmides bactériens peuvent être échangés dans différents milieux de vies des bactéries ce qui peut être inquiétant pour la santé humaine  Ces transferts horizontaux de gènes peuvent être contrôlés au travers d’application biotechnologique par les humains pour réaliser des organismes génétiquement modifiés par transgénèse et produire des molécules d’intérêt Transgénèse => transfert de gènes de n’importe quelle espèce dans n’importe quelle autre espèce II.

L’importance des transferts génétiques horizontaux dans l’histoire de la vie  Il existe plusieurs indices qui montre que les transferts génétiques horizontaux ne se font pas uniquement dans les bactéries mais également les animaux  En comparant les séquences de protéines et en recherchant les séquences apparentés (donc les plus semblables), on peut représenter ces apparentements sous forme d’arbres phylogénétique et construire des phylogénies  Un arbre => permet de placer l’évènement de transferts de gènes en fonction des espèces qui possèdent ce gène et celles qui ne le possèdent pas =>permet de retracer les modifications qui ont affecté ce gène transféré au cours de l’évolution  Certains caractères sont dus à des gènes hérités d’organismes pouvant être très éloignés phylogénétiquement comme par exemple le placenta  Pour être conservés au fil des générations des organismes receveurs, les nouveaux caractères doivent apporter un avantage sélectif ou autrement dit, ces caractères doivent permettre à leurs porteurs une meilleure survie ou une meilleure reproduction et contribuer à augmenter la fréquence des séquences génétiques intégrés dans les populations des générations suivantes     III.

Les endosymbioses Les mitochondries (chez les eucaryotes) et les chloroplastes (chez les eucaryotes photosynthétiques) => sont transmis d’une génération à l’autre et présentent des caractéristiques rappelant celles d’une bactérie. La comparaison des génomes mitochondriales et chloroplastiques => permet de constater que leurs plus proches parents sont les α-protéobactéries et les cyanobactéries Les mitochondries et les chloroplastes sont issus d’endosymbioses => chaque partenaire tire un bénéfice comme par exemple la production d’énergie pour la cellule et la protection pour l’organite L’endosymbiose => joue un rôle important dans l’évolution des eucaryotes =>la cellule hôte intègre une part importante du génome et celui-ci a tendance à régresser au cour des générations, faisant en sorte que la cellule intégrée devient un organite de la cellule hôte  Elysia juvénile (couleurs marrons) => les juvéniles se nourrissent d’algues Vaucheria littorea, endosymbiose des chloroplastes de l’algue par les cellules épithéliales d’Elysia. Pour que les chloroplastes perdurent, ils doivent être renouveler => Le gène responsable de leur renouvellement est psbO contenu dans l’ADN nucléaire des cellules de l’algue.

Ce gène est alors transféré dans l’ADN des cellules d’Elysia et ainsi les chloroplastes sont conservés tout au long.... »