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Introduction à l’étude de la variabilité génétique en seconde

Introduction à l’étude de la variabilité génétique en seconde

Les programmes du lycée de 2000 et 2010 préconisent l’étude de la variabilité génétique en seconde et en première S. En seconde, cette étude se fait sans connaissance des mécanismes de l’expression des gènes et donc sans approche au niveau moléculaire des conséquences de cette variabilité sur les polypeptides codés par les gènes. Néanmoins cette étude ne peut avoir un sens pour les élèves que si on établit une corrélation entre une différence génétique et une différence phénotypique compréhensible par les élèves. On admet implicitement que cette corrélation traduit une relation de cause à effet. Tous les exemples proposés répondent à ce critère : la différence phénotypique est due à des allèles d’un seul gène.

Il parait souhaitable d’envisager la variabilité génétique chez des organismes unicellulaires en premier, puis ensuite chez les organismes pluricellulaires.

Les deux espèces de levures, Saccharomyces cerevisiae et Schizosaccharomyces pombe, constituent un matériel de choix pour envisager la variabilité génétique. On connaît  pour chacune de ces deux espèces des  souches différant par un caractère phénotypique facilement observable, une différence de couleur des cellules pour cerevisiae, une différence de taille pour pombe. En outre, on peut réaliser des cultures des souches de Saccharomyces cerevisiae et obtenir des colonies qui conduisent à l’idée que la différence phénotypique est héréditaire et donc génétique. On dispose des séquences des allèles des gènes en jeu ce qui permet d’établir que la différence phénotypique est corrélée a la différence dans la séquence de nucléotides des allèles. Comme le mentionne le programme, la variabilité génétique repose sur la variabilité de la séquence d’ADN d’un gène.

Chez les organismes pluricellulaires, on peut s’appuyer sur des exemples où on montre que la différence phénotypique entre des êtres vivants est héréditaire et est la conséquence d’une différence phénotypique entre des populations cellulaires de ces êtres vivants. On retombe ainsi sur la corrélation diversité génétique-diversité phénotypique au niveau cellulaire.

Parmi les exemples possibles on peut citer la pigmentation du Poisson zèbre envisagée dans le dossier sur la pigmentation de la peau. Un autre exemple très classique mais toujours très utile car réinvesti en première S est celui des phénotypes drépanocytaire-non drépanocytaire.

Par rapport aux unicellulaires comme les levures, organismes haploïdes, ces études chez les pluricellulaires diploïdes sont rendus plus complexes par la présence de deux allèles de chaque gène et éventuellement du phénomène de dominance et de récessivité. Pour éviter d’entrer dans ces notions, on peut se placer dans la situation où les deux allèles sont identiques.