🧬 L'origine de la diversité génétique
Pourquoi sommes-nous tous uniques ? La réponse est dans nos gènes !
Introduction
Imagine une immense bibliothèque contenant les plans de construction de tous les êtres vivants : c'est le génome. Au sein d'une même espèce, comme l'espèce humaine, ces plans sont très similaires... mais pas identiques ! Ces petites différences sont à l'origine de notre diversité : couleur des yeux, groupe sanguin, sensibilité à certaines maladies.
Mais d'où viennent ces différences ? Et comment se transmettent-elles ? C'est ce que nous allons découvrir.
Pourquoi deux frères et sœurs, issus des mêmes parents, ne sont-ils jamais parfaitement identiques (sauf vrais jumeaux) ?
1🧩 Qu'est-ce que la diversité génétique ?
La diversité génétique désigne l'ensemble des différences au niveau des gènes (allèles) entre les individus d'une même espèce. C'est cette diversité qui explique les variations observables (couleur des cheveux, forme du visage) ou non (groupe sanguin).
Version différente d'un même gène. Par exemple, le gène responsable du groupe sanguin existe sous trois formes principales (allèles) : A, B et O.
Chez les chiens de race Labrador, le gène qui contrôle la couleur du pelage possède plusieurs allèles : un pour le noir, un pour le chocolat et un pour le jaune. La combinaison de ces allèles chez un individu détermine sa couleur.
La diversité génétique est le matériau de base sur lequel agit l'évolution. Sans elle, tous les individus seraient identiques et l'espèce ne pourrait pas s'adapter aux changements de son environnement.
2⚡ Source n°1 : les mutations de l'ADN
La première source de nouveauté est la mutation. Une mutation est une modification aléatoire et rare de la séquence de nucléotides de l'ADN d'un gène. Elle peut survenir lors de la copie de l'ADN avant une division cellulaire, ou être causée par des agents extérieurs (rayons UV, substances chimiques).
Les mutations sont aléatoires par rapport aux besoins de l'individu. Elles ne sont pas provoquées par l'environnement pour « répondre à un besoin ». L'environnement ne fait que sélectionner, après coup, les mutations avantageuses.
Représentation de l'ADN avant et après une mutation qui change un nucléotide.
- 1. SĂ©quence d'origine : A T G <strong>C</strong> C A
- 2. Séquence mutée : A T G <strong>T</strong> C A
- 3. La mutation a changé un C en T.
3🎲 Source n°2 : le brassage génétique par la reproduction sexuée
Les mutations créent de nouveaux allèles, mais ce sont les mécanismes de la reproduction sexuée qui les mélangent et les redistribuent à chaque génération, créant une infinité de combinaisons uniques. Deux processus clés interviennent : la méiose et la fécondation.
Division cellulaire spéciale qui produit les cellules reproductrices (gamètes : spermatozoïdes et ovules). Elle réduit de moitié le nombre de chromosomes et assure un brassage des allèles provenant des deux parents de l'individu.
Lors de la méiose, il y a un brassage interchromosomique (les chromosomes de chaque paire se répartissent au hasard) et un brassage intrachromosomique (échanges de fragments entre chromosomes homologues). Résultat : chaque gamète produit est génétiquement unique.
Schéma montrant comment deux parents produisent des gamètes génétiquement variés, et comment la fécondation aléatoire entre ces gamètes crée un nouvel individu unique.
- 1. Parents avec leurs paires de chromosomes
- 2. Méiose : production de gamètes tous différents
- 3. Fécondation aléatoire : rencontre d'un spermatozoïde et d'un ovule
- 4. Ĺ’uf (zygote) : combinaison unique des patrimoines parentaux
La fécondation est aussi un facteur de hasard : n'importe quel spermatozoïde (parmi des millions de combinaisons possibles) peut féconder n'importe quel ovule (parmi d'autres combinaisons). Ce double hasard (méiose + fécondation) garantit que chaque individu est génétiquement unique.
4🔍 Synthèse : deux mécanismes complémentaires
La diversité génétique au sein d'une population résulte donc de l'action combinée et continue de deux mécanismes :
1. Les mutations : Elles sont la source de nouveaux allèles. Elles apparaissent de façon aléatoire et sont à l'origine de toute nouveauté génétique.
2. La reproduction sexuée : Elle redistribue et combine les allèles existants (y compris les nouveaux) à chaque génération, grâce à la méiose et à la fécondation.
Prenons l'exemple de la résistance aux antibiotiques chez une bactérie. Une mutation aléatoire peut rendre une bactérie résistante (nouvel allèle). Si cette bactérie survit et se multiplie (par division simple, sans reproduction sexuée chez les bactéries), elle transmettra ce nouvel allèle à toute sa descendance, créant une lignée résistante.
Vocabulaire
Ensemble des variations des gènes (allèles) entre les individus d'une même espèce.
Ex: La diversité des groupes sanguins (A, B, AB, O) dans la population humaine.
Modification aléatoire et rare de la séquence de l'ADN d'un gène.
Ex: Une mutation dans le gène de la mélanine peut entraîner l'albinisme.
Version différente d'un même gène.
Ex: Les allèles pour les yeux bleus, verts ou marrons du gène de la couleur des yeux.
Division cellulaire qui produit les gamètes (cellules reproductrices) avec un brassage du matériel génétique.
Ex: La méiose dans les testicules produit des spermatozoïdes tous génétiquement différents.
Mélange des allèles des deux parents lors de la formation des gamètes (méiose) et de la fécondation.
Ex: Le brassage explique pourquoi les enfants d'une mĂŞme fratrie ne se ressemblent pas tous.
Fusion d'un gamète mâle et d'un gamète femelle pour former une cellule-œuf (zygote).
Ex: La rencontre d'un spermatozoïde et d'un ovule aboutit à la fécondation.
Ensemble du matériel génétique (ADN) d'un organisme.
Ex: Le génome humain contient environ 20 000 gènes.
