CROISEMENTS MONOHYBRIDES: EN QUOI ILS CONSISTENT ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

Un croisement monohybride, en génétique, fait référence au croisement de deux individus qui diffèrent par un seul caractère ou trait. En termes plus précis, les individus possèdent deux variantes ou «allèles» du caractère à étudier.

Les lois qui prédisent les proportions de ce croisement ont été énoncées par le naturaliste et moine autrichien Gregor Mendel, également connu comme le père de la génétique.

Source: Par Alejandro Porto, via Wikimedia Commons

Les résultats de la première génération d'un croisement monohybride fournissent les informations nécessaires pour déduire le génotype des organismes parentaux.

Perspective historique

Les règles d'héritage ont été établies par Gregor Mendel, grâce à ses expériences bien connues utilisant le pois (Pisum sativum) comme organisme modèle. Mendel a mené ses expériences entre 1858 et 1866, mais elles ont été redécouvertes des années plus tard.

Avant Mendel

Avant Mendel, les scientifiques de l'époque pensaient que les particules (maintenant nous savons qu'elles sont des gènes) de l'hérédité se comportaient comme des liquides, et avaient donc la propriété de se mélanger. Par exemple, si nous prenons un verre de vin rouge et le mélangeons avec du vin blanc, nous obtiendrons du vin rosé.

Cependant, si nous voulions récupérer les couleurs parentales (rouge et blanc), nous ne pourrions pas. L'une des conséquences intrinsèques de ce modèle est la perte de variation.

Après Mendel

Cette vision erronée de l'hérédité a été écartée après la découverte des œuvres de Mendel, divisées en deux ou trois lois. La première loi ou loi de ségrégation est basée sur les croisements monohybrides.

Dans les expériences avec les pois, Mendel a réalisé une série de croisements monohybrides en tenant compte de sept caractères différents: couleur des graines, texture de la gousse, taille de la tige, position des fleurs, entre autres.

Les proportions obtenues dans ces croisements ont conduit Mendel à proposer l'hypothèse suivante: dans les organismes, il existe un couple de «facteurs» (maintenant des gènes) qui contrôlent l'apparition de certaines caractéristiques. Le corps est capable de transmettre cet élément de génération en génération de manière discrète.

Exemples

Dans les exemples suivants, nous utiliserons la nomenclature typique de la génétique, où les allèles dominants sont représentés par des lettres majuscules et les récessifs par des lettres minuscules.

Un allèle est une variante alternative d'un gène. Ceux-ci sont dans des positions fixes sur les chromosomes, appelées locus.

Ainsi, un organisme à deux allèles représentés par des majuscules est un homozygote dominant (AA, par exemple), tandis que deux minuscules désignent l'homozygote récessif. En revanche, l'hétérozygote est représenté par la lettre majuscule, suivie de la minuscule: Aa.

Chez les hétérozygotes, le trait que l'on peut voir (le phénotype) correspond au gène dominant. Cependant, il existe certains phénomènes qui ne suivent pas cette règle, appelés codominance et dominance incomplète.

Plantes à fleurs blanches et violettes: première génération filiale

Un croisement monohybride commence par la reproduction entre des individus qui diffèrent par une caractéristique. S'il s'agit de légumes, cela peut se faire par autofécondation.

En d'autres termes, le croisement implique des organismes qui possèdent deux formes alternatives d'un trait (rouge vs blanc, grand vs court, par exemple). Les individus participant à la première traversée se voient attribuer le nom de «parental».

Pour notre exemple hypothétique, nous utiliserons deux plantes qui diffèrent par la couleur des pétales. Le génotype PP (homozygote dominant) se traduit par un phénotype violet, tandis que le pp (homozygous ressive) représente le phénotype de la fleur blanche.

Le parent avec le génotype PP produira des gamètes P. De même, les gamètes de l'individu pp produiront des gamètes p.

Le croisement lui-même implique l'union de ces deux gamètes, dont la seule possibilité de descendance sera le génotype Pp. Par conséquent, le phénotype de la progéniture sera des fleurs violettes.

La progéniture du premier croisement est connue sous le nom de première génération filiale. Dans ce cas, la première génération filiale est exclusivement composée d'organismes hétérozygotes à fleurs violettes.

Les résultats sont généralement exprimés graphiquement à l'aide d'un diagramme spécial appelé carré de Punnett, où chaque combinaison possible d'allèles est observée.

Plantes à fleurs blanches et violettes: filial de deuxième génération

Les descendants produisent deux types de gamètes: P et p. Par conséquent, le zygote peut être formé selon les événements suivants: Qu'un spermatozoïde P rencontre un ovule P. Le zygote sera à dominante PP homozygote et le phénotype sera des fleurs violettes.

Un autre scénario possible est qu'un spermatozoïde P rencontre un ovule P. Le résultat de ce croisement serait le même si un sperme p rencontre un ovule P. Dans les deux cas, le génotype résultant est un hétérozygote Pp avec un phénotype fleur pourpre.

Enfin, il est possible que le sperme p rencontre un ovule p. Cette dernière possibilité implique un zygote pp récessif homozygote et présentera un phénotype de fleur blanche.

Cela signifie que, dans un croisement entre deux fleurs hétérozygotes, trois des quatre événements possibles décrits incluent au moins une copie de l'allèle dominant. Par conséquent, à chaque fécondation, il y a une probabilité de 3 sur 4 que la progéniture acquière l'allèle P. Et comme il est dominant, les fleurs seront violettes.

En revanche, dans les processus de fécondation, il y a 1 chance sur 4 que le zygote hérite des deux allèles p qui produisent des fleurs blanches.

Utilité en génétique

Les croisements monohybrides sont souvent utilisés pour établir des relations de dominance entre deux allèles d'un gène d'intérêt.

Par exemple, si un biologiste veut étudier la relation de dominance entre les deux allèles qui codent pour la fourrure noire ou blanche dans un troupeau de lapins, il est susceptible d'utiliser le croisement monohybride comme outil.

La méthodologie comprend le croisement entre les parents, où chaque individu est homozygote pour chaque trait étudié - par exemple un lapin AA et un autre aa.

Si les descendants obtenus dans ce croisement sont homogènes et n'expriment qu'un seul caractère, on en conclut que ce trait est le trait dominant. Si le croisement se poursuit, les individus de la deuxième génération filiale apparaîtront dans des proportions 3: 1, c'est-à-dire 3 individus présentant le dominant vs. 1 avec le trait récessif.

Ce rapport phénotypique de 3: 1 est appelé "mendélien" en l'honneur de son découvreur.

Références

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2. Hedrick, P. (2005). Génétique des populations. Troisième édition. Éditeurs Jones et Bartlett.
3. Monténégro, R. (2001). Biologie évolutive humaine. Université nationale de Cordoue.
4. Subirana, JC (1983). Didactique de la génétique. Editions Universitat Barcelona.
5. Thomas, A. (2015). Présentation de la génétique. Deuxième édition. Garland Science, Taylor & Francis Group.