Génétique : le monohybridisme

Le monohybridisme est l’étude de la transmission d’un seul caractère héréditaire, gouverné par un seul gène, d’une génération à l’autre. Gregor Mendel l’a étudié vers 1865 en croisant des pois.

• gène : portion d’ADN qui détermine un caractère (couleur, forme…) ; il occupe un emplacement précis, le locus, sur un chromosome ;
• allèles : versions différentes d’un même gène (par exemple « lisse » et « ridé ») ;
• génotype : ensemble des deux allèles d’un individu (une cellule diploïde possède deux exemplaires de chaque chromosome) ;
• phénotype : caractère observable qui résulte du génotype ;
• homozygote : les deux allèles sont identiques (LL ou rr) ; hétérozygote : ils sont différents (Lr).

Lignée pure

Une lignée pure est formée d’individus homozygotes pour le caractère étudié : croisés entre eux, ils donnent toujours des descendants identiques à eux-mêmes, génération après génération.

On écrit l’allèle dominant avec une majuscule et l’allèle récessif avec une minuscule : L (lisse) et r ou l (ridé).

Mendel croise deux lignées pures de pois : graines lisses (LL) × graines ridées (rr). C’est la génération parentale P.

Le caractère « lisse » apparaît seul en F1 : il est dominant. Le caractère « ridé », masqué, est récessif. Il réapparaîtra pourtant à la génération suivante.

Pureté des gamètes

Lors de la formation des gamètes (méiose), les deux allèles d’un gène se séparent : chaque gamète ne reçoit qu’un seul allèle. Un hybride Lr produit donc 50 % de gamètes L et 50 % de gamètes r.

En cas de dominance, l’hétérozygote a le même phénotype que l’homozygote dominant : on ne peut pas les distinguer à l’œil nu.

On croise les hybrides F1 entre eux : Lr × Lr. Pour trouver les descendants, on construit un échiquier de croisement (tableau de Punnett) : les gamètes d’un parent en colonnes, ceux de l’autre en lignes.

• génotypes : $\frac{1}{4}$ LL, $\frac{1}{2}$ Lr, $\frac{1}{4}$ rr (proportions 1 : 2 : 1) ;
• phénotypes : $\frac{3}{4}$ lisses, $\frac{1}{4}$ ridées (proportions 3 : 1).

Réponse à la question du bac 2016 : en F2, le phénotype majoritaire est le phénotype dominant ($\frac{3}{4}$ des individus).

Le croisement-test (test-cross)

Comment savoir si une plante à graines lisses est LL (pure) ou Lr (hybride) ? On la croise avec un individu homozygote récessif rr, qui ne fournit que des gamètes r.

C’est ainsi qu’on met en évidence la pureté d’une lignée : un seul descendant récessif suffit à prouver que l’individu testé est hétérozygote.

Codominance (ou dominance incomplète)

Chez la belle-de-nuit, le croisement de fleurs rouges (RR) et blanches (BB) donne une F1 entièrement rose (RB) : aucun allèle ne domine. En F2, on obtient $\frac{1}{4}$ rouges, $\frac{1}{2}$ roses, $\frac{1}{4}$ blanches.

Sans dominance, chaque génotype a son propre phénotype : les proportions phénotypiques de F2 deviennent 1 : 2 : 1.

Les groupes sanguins ABO

Le gène du groupe sanguin possède trois allèles : A, B et O. Les allèles A et B sont codominants entre eux, et tous deux dominent l’allèle O, qui est récessif.

La drépanocytose

La drépanocytose est une maladie héréditaire de l’hémoglobine, fréquente en Haïti et en Afrique. L’allèle S (hémoglobine anormale) est récessif et porté par un autosome. Les globules rouges des malades (SS) prennent une forme de faucille et bouchent les petits vaisseaux.

• AA : sain ;
• AS : porteur sain (trait drépanocytaire), sans maladie mais capable de transmettre S ;
• SS : malade.

Deux parents porteurs AS ont, à chaque naissance, une probabilité de $\frac{1}{4}$ (25 %) d’avoir un enfant malade SS et de $\frac{1}{2}$ d’avoir un enfant porteur.