Concept de la génétique

Nous expliquons ce qu’est la génétique, quelle est son histoire et pourquoi elle est si importante. Aussi, qu’est-ce que la génétique humaine et l’héritage génétique.

Qu’est-ce que la génétique ?

La génétique est une branche de la biologie qui étudie comment les caractéristiques physiques et les traits sont transmis d’une génération à l’autre. Pour comprendre cet héritage, elle examine les gènes présents dans les cellules du corps, qui possèdent un code spécial appelé ADN (acide désoxyribonucléique). Ce code détermine votre apparence et vos chances de contracter certaines maladies.

Les gènes fonctionnent comme des unités de stockage de l’information et contiennent des instructions sur la façon dont les cellules doivent fonctionner pour former des protéines. Ce sont ces protéines qui donnent naissance à toutes les caractéristiques de l’individu. L’ADN est une protéine qui contrôle la structure et la fonction de chaque cellule et qui a la capacité de créer des copies exactes d’elle-même. L’ARN (acide ribonucléique) est une molécule qui sert de messager aux informations contenues dans l’ADN.

Voir aussi : Evolution

Histoire de la génétique

La génétique est une science du 20ème siècle (nommée ainsi en 1906 par William Bateson) qui a commencé avec la redécouverte des « lois de Mendel ». Certaines avancées conceptuelles du XIXe siècle ont été déterminantes pour la réflexion génétique ultérieure, par exemple :

• 1858. L’Allemand Rudolf Virchow introduit le principe de la continuité de la vie par division cellulaire et établit la cellule comme unité de reproduction.
• 1859. Le Britannique Charles Darwin présente sa théorie « L’origine des espèces », dans laquelle il soutient que les organismes existants sont issus d’êtres ayant existé dans le passé et ayant suivi un processus de descendance progressive, avec certaines modifications.
• 1865. Le Tchèque Gregor Mendel, aujourd’hui considéré comme le fondateur de la génétique, a établi les « lois de Mendel », qui sont les premières règles de base sur la transmission de motifs par héritage des parents à la descendance. A cette époque, son travail était ignoré.
• 1900-1940. Période de la « génétique classique ». La génétique est apparue comme une science indépendante avec la redécouverte des « lois de Mendel ».
• 1909. Le danois Wilhem Johannsen introduit le terme « gène » pour désigner les facteurs héréditaires des recherches de Mendel.
• 1910. Thomas Hunt Morgan et son groupe de l’université de Columbia découvrent la base des chromosomes présents dans chaque cellule.
• 1913. Alfred Sturtevant esquisse la première carte génétique montrant l’emplacement des gènes, entre autres caractéristiques importantes.
• 1930. Il a été confirmé que les facteurs héréditaires (ou gènes) sont l’unité de base de l’héritage fonctionnel et structurel et qu’ils sont situés sur les chromosomes.
• 1940-1969. La protéine ADN a été reconnue comme la substance génétique et l’ARN comme la molécule messagère de l’information génétique. La connaissance de la structure et des fonctions des chromosomes a également progressé.
• 1970-1981. Au cours de cette période, les premières techniques de manipulation de l’ADN sont apparues, et les premières souris et mouches artificielles ont été produites par génie génétique à partir d’un mélange d’ADN provenant d’autres organismes.
• 1990. Lep-Chee Tsui, Francis Collins et John Riordan ont découvert le gène défectueux qui, lorsqu’il est muté, est responsable de la maladie héréditaire appelée « fibrose kystique ». James Watson et Francis Crick, avec d’autres collaborateurs, lancent le projet « génome humain » et découvrent la structure en double hélice de la molécule d’ADN.
• 1995-1996. Pendant les années de la révolution scientifique et sociale, Ian Wilmut et Keith Campell ont réussi à capturer la séquence complète d’un génome et ont obtenu le premier mammifère cloné à partir de cellules mammaires. Il s’agit de la brebis Dolly, qui n’est pas née de l’union de deux cellules (un ovule et un spermatozoïde) mais provient d’une cellule de la glande mammaire d’une autre brebis qui n’était plus vivante.
• 2001-2019. Au cours de cette période, considérée comme le « siècle de la génétique », le projet du génome humain a été mené à bien et a atteint 99 % du génome séquencé. Ce résultat a inauguré une nouvelle ère de la recherche génétique qui a offert des contributions pertinentes à la biologie, à la santé et à la société.

Importance de la génétique

La génétique est une science qui étudie la transmission des caractères héréditaires dans un organisme, et sa trajectoire montre qu’il s’agit d’une science de croissance exponentielle. Ses contributions à l’évolution des espèces et à l’apport de solutions à des problèmes congénitaux ou à des maladies constituent son plus grand atout, même si certaines expériences vont de pair avec des controverses éthiques et philosophiques, comme le clonage animal.

Génétique humaine

La génétique humaine examine l’héritage biologique chez les humains à travers les cellules, qui sont de petites unités vivantes constituant les muscles, la peau, le sang, les nerfs, les os, les organes et tout ce qui compose un organisme. Les humains naissent de l’union de deux cellules, un ovule et un spermatozoïde, qui forment une nouvelle cellule appelée « zygote » qui se divise successivement pour former un bébé avec tous ses traits et caractéristiques.

Les humains possèdent environ 30 000 gènes qui contiennent les instructions qui déterminent la croissance, le développement et le fonctionnement de l’organisme. Les gènes sont répartis dans 23 paires de chromosomes (soit 46 chromosomes au total) au sein des cellules. Les chromosomes sont des structures contenant de l’ADN et de l’ARN, c’est-à-dire qu’ils contiennent une séquence d’informations chimiques qui déterminent la morphologie et le fonctionnement de l’organisme.

Héritage génétique

L’héritage génétique est la transmission, par l’information contenue dans le noyau des cellules, des caractéristiques anatomiques, physiologiques ou autres d’un être vivant à sa descendance. Pour comprendre l’héritage génétique, il ne suffit pas de connaître l’origine des similitudes entre les membres d’une même famille ; il faut également tenir compte de l’épidémiologie génétique (maladies des ancêtres) et de l’environnement dans lequel un individu interagit. La transmission du matériel génétique présente les caractéristiques suivantes :

• Génotype. L’ensemble de toutes les informations transmissibles contenues dans les gènes.
• Phénotype. Toute caractéristique visible d’un individu (physique ou comportementale) déterminée par l’interaction entre le génotype et l’environnement.
• Méiose. L’une des formes de division cellulaire caractéristique des
  cellules reproductrices, dans laquelle une union ou zygote de deux cellules (un ovule et un spermatozoïde) est produite.
• Mitose. Division cellulaire qui donne naissance à deux nouvelles cellules ayant respectivement le même nombre de chromosomes, c’est-à-dire la même information génétique.
• Mutation. C’est la variation qui se produit dans le génotype d’un individu et qui peut être spontanée ou induite par des agents mutagènes, qui prennent place dans l’ADN.

Types d’héritage génétique

Il existe différents types d’héritage génétique qui dépendent d’unités discrètes appelées « gènes ». L’être humain possède 23 paires de chromosomes, une paire provenant de la mère, l’autre paire du père. Les chromosomes sont des structures qui contiennent des gènes et où peuvent exister différentes formes d’un même gène, appelées « allèles ».

Par exemple, dans le gène de la couleur des yeux, un individu peut hériter d’un allèle du père qui détermine que les yeux sont bleus et hériter d’un allèle différent de la mère qui indique que les yeux sont verts. Par conséquent, la couleur des yeux de l’individu dépendra de la combinaison des allèles du même gène. A partir de cet exemple, on peut mieux comprendre les différents types d’hérédité génétique développés ci-dessous.

• Héritage dominant-récessif. Se produit lorsqu’un des allèles domine sur un autre et que leurs traits deviennent dominants.
• Héritage dominant incomplet. Se produit lorsqu’aucun des deux allèles ne domine l’autre, de sorte que le caractère de la progéniture est un mélange des deux allèles.
• Héritage polygénique. Se produit lorsqu’un caractère individuel est contrôlé par deux paires de gènes ou plus et s’exprime sous la forme de petites différences. Par exemple, la taille.
• Héritage lié au sexe. Se produit lorsque les allèles sont situés sur les chromosomes sexuels (correspondant à la 23e paire), qui sont représentés par le signe « XY » chez les mâles et « XX » chez les femelles. Les mâles ne peuvent transmettre leur chromosome Y qu’à leurs fils, de sorte qu’aucun caractère lié au chromosome X n’est hérité du père. A l’inverse, c’est la mère qui ne transmet que son chromosome X à sa descendance féminine.

Variabilité génétique

La variabilité génétique est la modification des gènes des individus d’une même espèce qui diffèrent selon la population qu’ils habitent. Par exemple, les jaguars du Brésil sont presque deux fois plus grands que ceux du Mexique, alors qu’ils appartiennent à la même espèce. Il existe deux sources principales de variation génétique :

• Mutation. Elle est causée par toute modification d’une séquence d’ADN, soit par une erreur de réplication de l’ADN, soit par des radiations ou des produits chimiques dans l’environnement.
• Combinaison de gènes. Il est généré pendant la reproduction cellulaire et c’est ainsi que la plupart des variations héréditaires se produisent.

Manipulation génétique

La manipulation génétique, ou aussi appelée « génie génétique », se concentre sur l’étude de l’ADN dans le but de parvenir à sa manipulation. Elle consiste en une série de méthodes de laboratoire qui permettent de modifier les caractéristiques héréditaires d’un organisme en isolant des gènes ou des fragments d’ADN, en les clonant et en les introduisant dans d’autres génomes pour les exprimer. Par exemple, lorsque des gènes nouveaux sont introduits dans des plantes ou des animaux, les organismes qui en résultent sont dits « transgéniques ».

Référence:

• « Génétique » dans Bioinformatique.
• « Qu’est-ce qu’un gène ? » dans Santé des enfants.
• « Héritage lié au sexe » dans Professeur en ligne.
• « Histoire de la génétique » dans Nouvelles Sciences de la vie médicale.
• « Types d’hérédité génétique qui existent et leurs caractéristiques » chez CeFeGen.
• « Gregor Mendel » chez Wikipedia.
• « Génétique de base » chez Hemophilia Guide.
• « Principes généraux de la conservation des ressources génétiques » chez F.A.O.

Dernière modification : 28 juillet 2020. Comment citer : « Génétique ». Auteur : María Estela Raffino. De : Argentine. A : Concepto.de. Disponible à l’adresse suivante https://concepto.de/genetica-2/. Consulté le 26 mars 2021.