Un gène dominant est responsable de la définition des caractéristiques «dominantes» du phénotype chez les individus. Le terme «phénotype» correspond à l'ensemble de toutes les caractéristiques qui peuvent être observées, mesurées et quantifiées dans un organisme vivant. La caractéristique exprimée à partir d'un gène dominant sera celle qui peut être observée le plus fréquemment dans une population donnée.
Par exemple, dans les populations de grizzlis, la fourrure brun foncé est dérivée de l'expression d'un gène dominant, tandis que la fourrure rougeâtre est dérivée de l'expression d'un gène récessif. Par conséquent, il est beaucoup plus courant d'observer des individus à fourrure brune que de couleur rougeâtre dans les populations d'ours.
Exemple de gènes dominants: la fourrure brun foncé d'un grizzli (Source: Gregory "Slobirdr" Smith via Wikimedia Commons)
Le terme «dominant» a été utilisé pour la première fois, dans le cadre de la classification des phénotypes, par le moine Gregor Mendel en 1856, dans la description de son travail sur les plants de pois. Mendel est connu comme le père de la génétique moderne.
Mendel a déterminé que le phénotype violet des fleurs de pois était dominant sur le phénotype blanc. Il l'a observé en faisant des croisements de plantes de pois à fleurs violettes avec des plantes à fleurs blanches.
Ce que Mendel n'a pas pu déterminer, c'est que ce phénotype violet dominant était dû au fait qu'il était dérivé d'un gène dominant.
Principes génétiques
Mendel, dans ses expériences, a observé que les phénotypes étaient transmis par des «facteurs» que l'on trouvait par paires chez chaque individu. Ces «facteurs» sont maintenant connus sous le nom de gènes, qui peuvent être dominants ou récessifs.
Les gènes sont les unités fondamentales de l'hérédité. Avant notre époque, le mot «gène» était utilisé pour désigner un segment d'ADN contenant les informations nécessaires pour coder une protéine. Cependant, on sait aujourd'hui que c'est bien plus que cela.
Dans les expériences de Mendel, l'une des plantes qui agissait comme parent portait deux gènes dominants, tandis que l'autre plante avec laquelle elle se croisait avait deux gènes récessifs; en d'autres termes, Mendel a travaillé avec des plantes homozygotes dominantes et récessives (homo = égal).
Lorsque ce chercheur a fait les croisements des parents et a obtenu la première génération (F1), toutes les plantes obtenues étaient hétérozygotes (hétéro = différent), c'est-à-dire que chaque individu a hérité d'un gène de chaque type de parents, un dominant et un récessif..
Cependant, toutes les plantes appartenant à la population F1 avaient des fleurs violettes, ce qui est aujourd'hui connu pour être dû à la dominance du violet sur le blanc.
Ce phénomène de "dominance" a été interprété par Gregor Mendel comme le fait que l'expression de l'un des "facteurs" déterminants du phénotype masquait l'expression de l'autre.
Méthodes d'étude
Actuellement, la méthode d'étude des gènes dominants consiste à faire des croisements entre individus d'une même espèce, puisque, suivant les lois d'hérédité de Mendel, les gènes peuvent présenter des formes alternatives qui influencent le phénotype.
Mendel a appelé les formes alternatives d'un gène (pour chaque caractère morphologique) « allèles ». Les allèles peuvent configurer la couleur des fleurs, la forme des graines, les formes des feuilles, la couleur de la fourrure d'un grizzli et même la couleur des yeux chez les personnes (ainsi que de nombreuses autres caractéristiques que nous ne pouvons pas voir.).
Chez l'homme et la plupart des animaux, chaque trait transmis par héritage est contrôlé par deux allèles, car ce sont des organismes diploïdes. La condition diploïde est que toutes les cellules ont deux ensembles de chromosomes autosomiques.
Les chromosomes sont des structures de protéines et d'acides nucléiques où se trouve la plupart des informations génétiques des individus. Ce sont des structures hautement organisées et ne sont clairement définies que lors de la mitose cellulaire (division).
Les individus qui se reproduisent dans une population agissent comme des «véhicules» qui «perpétuent» les différents allèles (gènes dominants et récessifs) qui peuvent être trouvés sur les chromosomes de cette population.
Facteurs influençant la dominance génétique
Tous les traits qui dépendent des gènes dominants ne suivent pas exactement le modèle d'hérédité découvert par Mendel. De nombreux gènes présentent une dominance incomplète, cela signifie que chez les individus hétérozygotes avec ces gènes, le phénotype dérivé est intermédiaire.
Les œillets en sont un exemple. Les œillets qui ont deux gènes pour la couleur blanche expriment la couleur blanche. Cependant, les œillets qui portent les gènes pour la couleur blanche et pour la couleur rouge, expriment une couleur dérivée des deux allèles, c'est-à-dire qu'ils sont roses.
Un exemple de dominance incomplète (Source: Sciencia58 via Wikimedia Commons)
Une autre variation très fréquente est la codominance génétique. Lorsqu'un individu est hétérozygote (possédant un gène récessif et un gène dominant), il exprime les traits dérivés des deux gènes.
Tel est le cas des groupes sanguins chez l'homme. Les gènes du groupe sanguin O sont récessifs, les gènes des groupes sanguins A et B sont codominants. Par conséquent, les gènes A et B sont dominants sur le gène de type O.
Ainsi, une personne qui hérite des allèles de A et des allèles de B a un groupe sanguin de type AB.
Exemples
Généralement, le produit phénotypique des gènes dominants est deux fois plus fréquent que les phénotypes des gènes récessifs, car, en analysant les traits phénotypiques comme un gène unique, on obtient que:
Gène dominant + Gène dominant = Phénotype dominant
Gène dominant + Gène récessif = Phénotype dominant
Gène récessif + Gène récessif = phénotype récessif
Cependant, des gènes récessifs peuvent être présents dans une population avec des fréquences très élevées.
La couleur des yeux est un exemple de gènes dominants et récessifs. Les personnes ayant un phénotype aux yeux clairs sont le produit de gènes récessifs, tandis que les personnes ayant un phénotype aux yeux noirs sont le produit de gènes dominants.
En Scandinavie, la plupart des gens ont les yeux clairs, on dit donc que les gènes récessifs des yeux clairs sont beaucoup plus fréquents et communs que les gènes dominants de la couleur des yeux foncés.
Les allèles dominants ne sont pas meilleurs que les allèles récessifs, mais ils peuvent avoir des implications sur la forme physique (efficacité reproductive) des individus.
Références
- Anreiter, I., Sokolowski, HM et Sokolowski, MB (2018). Interaction gène-environnement et différences individuelles de comportement. Esprit, cerveau et éducation, 12 (4), 200-211.
- Griffiths, AJ, Miller, JH, Suzuki, DT, Lewontin, RC et Gelbart, WM (2000). Les expériences de Mendel. Dans une introduction à l'analyse génétique. 7e édition. WH Freeman.
- Herrera - Estrella, L., De Block, M., Messens, EHJP, Hernalsteens, JP, Van Montagu, M., et Schell, J. (1983). Gènes chimériques comme marqueurs sélectionnables dominants dans les cellules végétales. Le journal EMBO, 2 (6), 987-995.
- Mendel, G. (2015). Expériences dans un jardin de monastère. American Zoologist, 26 (3), 749-752.
- Nakagawa, Y., et Yanagishima, N. (1981). Gènes récessifs et dominants contrôlant l'agglutinabilité sexuelle inductible chez Saccharomyces cerevisiae. Génétique moléculaire et générale MGG, 183 (3), 459-462