ALLÈLE: DÉFINITION ET TYPES - LA BIOLOGIE - 2025

Les allèles sont des variantes différentes ou des manières alternatives par lesquelles un gène peut apparaître. Chaque allèle peut se manifester sous la forme d'un phénotype différent, tel que la couleur des yeux ou le groupe sanguin.

Sur les chromosomes, les gènes sont situés dans des régions physiques appelées locus. Dans les organismes à deux ensembles de chromosomes (diploïdes), les allèles sont situés au même locus.

La couleur des yeux bruns est liée à un allèle dominant. Source: pixabay.com

Les allèles peuvent être dominants ou récessifs, selon leur comportement dans l'organisme hétérozygote. Si nous sommes dans un cas de dominance complète, l'allèle dominant sera exprimé dans le phénotype, tandis que l'allèle récessif sera obscurci.

L'étude des fréquences alléliques dans les populations a eu un impact remarquable dans le domaine de la biologie évolutive.

Définition de l'allèle

Le matériel génétique est divisé en gènes, qui sont des segments d'ADN qui déterminent les caractéristiques phénotypiques. En possédant deux ensembles identiques de chromosomes, les organismes diploïdes possèdent deux copies de chaque gène, appelées allèles, situées dans la même position de paires de chromosomes identiques, ou homologues.

Les allèles diffèrent souvent dans la séquence des bases azotées de l'ADN. Bien que minimes, ces différences peuvent produire des différences phénotypiques évidentes. Par exemple, ils varient la couleur des cheveux et des yeux. Ils peuvent même provoquer l'expression de maladies héréditaires.

Localisation de l'allèle

Une caractéristique notable des plantes et des animaux est la reproduction sexuée. Cela implique la production de gamètes femelles et mâles. Les gamètes femelles se trouvent dans les ovules. Chez les plantes, les gamètes mâles se trouvent dans le pollen. Chez les animaux, dans le sperme

Le matériel génétique, ou ADN, se trouve sur les chromosomes, qui sont des structures allongées dans les cellules.

Les plantes et les animaux ont au moins deux ensembles identiques de chromosomes, l'un provenant du gamète mâle et l'autre du gamète femelle qui leur a donné naissance par fécondation. Ainsi, les allèles se trouvent dans l'ADN, à l'intérieur du noyau des cellules.

Découverte des allèles

Vers 1865, dans un monastère autrichien, le moine Gregory Mendel (1822-1884), expérimenta des croisements de pois. En analysant les proportions de plantes avec des graines de caractéristiques différentes, il a découvert les trois lois fondamentales de l'héritage génétique qui portent son nom.

À l'époque de Mendel, on ne savait rien des gènes. Par conséquent, Mendel a proposé que les plantes transmettent une sorte de matière à leur progéniture. Aujourd'hui, cette «substance» est connue sous le nom d'allèles. Le travail de Mendel est passé inaperçu jusqu'à ce qu'Hugo de Vries, un botaniste néerlandais, le révèle en 1900.

La biologie moderne repose sur trois piliers fondamentaux. Le premier est le système de nomenclature binomiale de Carlos Linneo (1707-1778) proposé dans son ouvrage Systema Naturae (1758). La seconde est la théorie de l'évolution, par Carlos Darwin (1809-1892), proposée dans son ouvrage L'Origine des espèces (1859). Le second est l'œuvre de Mendel.

Types d'allèles

Chaque paire d'allèles représente un génotype. Les génotypes sont homozygotes si les deux allèles sont identiques et hétérozygotes s'ils sont différents. Lorsque les allèles sont différents, l'un d'eux peut être dominant et l'autre récessif, avec les caractéristiques phénotypiques déterminées par le dominant.

Les variations de l'ADN allélique ne se traduisent pas nécessairement par des changements phénotypiques. Les allèles peuvent également être codominants, tous deux affectant le phénotype avec une intensité égale, mais différemment. De plus, une caractéristique phénotypique peut être affectée par plus d'une paire d'allèles.

Recombinaison

L'apparition, dans la génération suivante, de divers génotypes, ou combinaisons d'allèles, est appelée recombinaison. En agissant sur un grand nombre de gènes, ce processus provoque une variation génétique, qui permet à chaque individu produit par reproduction sexuée d'être génétiquement unique.

La variabilité phénotypique causée par la recombinaison est essentielle pour que les populations végétales et animales s'adaptent à leur milieu naturel. Cet environnement est variable à la fois dans l'espace et dans le temps. La recombinaison garantit qu'il y a toujours des individus bien adaptés aux conditions de chaque lieu et du moment.

Fréquence des allèles

La proportion de génotypes d'une paire d'allèles dans une population est p ² + 2 pq + q ² = 1, où p ² représente la fraction d'individus homozygotes pour le premier allèle, 2 pq la fraction d'individus hétérozygotes et q ² le fraction d'individus homozygotes pour le deuxième allèle. Cette expression mathématique est connue sous le nom de loi de Hardy-Weinberg.

Pourquoi les fréquences des allèles changent-elles?

À la lumière de la génétique des populations, la définition de l'évolution implique le changement des fréquences alléliques avec le temps.

La fréquence des allèles dans une population change d'une génération à l'autre en raison d'une sélection naturelle ou aléatoire. C'est ce qu'on appelle la microévolution. Une microévolution à long terme peut conduire à une macroévolution ou à l'apparition de nouvelles espèces. La microévolution aléatoire produit une dérive génétique.

Dans les petites populations, la fréquence d'un allèle peut augmenter ou diminuer de génération en génération par hasard. Si le changement dans une direction est répété dans les générations successives, tous les membres d'une population peuvent devenir homozygotes pour des allèles donnés.

Lorsqu'un petit nombre d'individus colonise un nouveau territoire, ils portent avec eux une fréquence d'allèles qui, par hasard, peut être différente de celle de la population d'origine. C'est ce qu'on appelle l'effet fondateur. Combiné à une dérive génétique, il peut conduire à la perte ou à la fixation de certains allèles par hasard.

Allèles et maladies

L'albinisme, la fibrose kystique et la phénylcétonurie sont dus au fait d'avoir hérité de deux allèles récessifs pour le même gène. Si l'allèle défectueux est sur le chromosome X, comme dans le cas du daltonisme vert et du syndrome X fragile, la maladie n'affecte que le sexe masculin.

D'autres maladies, telles que le nanisme pseudoachondroplastique et le syndrome de Huntington, surviennent lorsqu'un individu hérite d'un allèle dominant. Autrement dit, les conditions pathologiques peuvent se présenter sous forme d'allèles dominants ou récessifs.

Références

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