L'essentiel
- Un transfert horizontal est le passage de matériel génétique d'un organisme à un autre sans reproduction ; le transfert vertical va des parents aux descendants.
- Les bactéries échangent des gènes par transformation (ADN libre), conjugaison (plasmide transmis par contact) et transduction (fragment d'ADN transporté par un bactériophage).
- Les transferts horizontaux expliquent la diffusion rapide des gènes de résistance aux antibiotiques, souvent portés par des plasmides.
- Chez les eucaryotes, des rétrovirus intégrés dans les cellules germinales ont laissé des séquences héréditaires ; les syncytines, issues de gènes viraux, servent à la formation du placenta.
- Les mitochondries dérivent d'une bactérie proche des alpha-protéobactéries et les chloroplastes d'une cyanobactérie, intégrées par endosymbiose.
- Double membrane, ADN circulaire, ribosomes de type bactérien, division par scission et parenté des séquences soutiennent l'origine endosymbiotique de ces organites.
- Une duplication de gène, par exemple par crossing-over inégal, suivie de mutations indépendantes, peut aboutir à une nouvelle fonction ou à un pseudogène.
- Une famille multigénique regroupe des gènes homologues d'une même espèce issus d'un même gène ancestral ; plus deux gènes se ressemblent, plus leur duplication est récente.
- L'évolution d'une population se traduit par la modification de ses fréquences alléliques au fil des générations.
- Dans le modèle de Hardy-Weinberg (grande population, panmixie, ni mutation, ni migration, ni sélection), les fréquences alléliques restent constantes et les fréquences génotypiques valent p², 2pq et q².
- Un écart au modèle signale l'action d'une force évolutive : sélection, dérive, migration, mutation ou accouplements non aléatoires.
- La dérive génétique est une variation aléatoire des fréquences alléliques, d'autant plus forte que la population est petite ; elle mène à la fixation ou à la perte d'allèles.
- L'effet fondateur et le goulot d'étranglement amplifient la dérive.
- La sélection naturelle augmente la fréquence des allèles qui confèrent un meilleur succès reproducteur dans un milieu donné ; le milieu trie des variations apparues au hasard.
- Une espèce est un ensemble de populations interfécondes, à descendance viable et fertile, isolées sur le plan reproductif des autres.
- La spéciation résulte de l'arrêt des échanges de gènes entre populations, puis de leur divergence jusqu'à un isolement reproducteur.
Formules et définitions à connaître
| Grandeur | Formule | Condition |
|---|---|---|
| Fréquence de l'allèle A | p = (2 N(AA) + N(Aa)) / 2N | N individus diploïdes |
| Relation entre fréquences | p + q = 1 | gène à deux allèles |
| Fréquences génotypiques attendues | p², 2pq, q² | équilibre de Hardy-Weinberg |
| Fréquence d'un allèle récessif | q = √f(aa) | équilibre supposé |
| Fréquence des porteurs | 2pq | équilibre supposé |
| Gène lié à l'X | hommes atteints : q ; femmes atteintes : q² | équilibre supposé |
| Probabilité de fixation d'un allèle neutre | égale à sa fréquence initiale | dérive seule |
| Homologie de séquences | plus de 20 % d'identité | séquences protéiques |
Pièges à éviter
- Compter les allèles (2N), pas les individus, pour calculer une fréquence allélique.
- N'utiliser q = √f(aa) que si l'équilibre de Hardy-Weinberg est plausible.
- Le milieu ne provoque pas les mutations utiles : il sélectionne des variations préexistantes.
- La dérive n'est pas orientée et dépend de la taille de la population ; la sélection dépend du phénotype et du milieu.
- Dans une matrice de similitude, le plus fort pourcentage d'identité désigne la duplication la plus récente.
- Des caractères bactériens des mitochondries ne suffisent pas seuls : il faut aussi la parenté des séquences.
Je me teste
1. Quel mécanisme de transfert nécessite un contact entre bactéries ? → La conjugaison.
2. De quel type de bactérie dérivent les chloroplastes ? → D'une cyanobactérie.
3. Comment appelle-t-on une copie de gène devenue non fonctionnelle ? → Un pseudogène.
4. 180 AA, 240 Aa, 80 aa : fréquence de A ? → p = 600/1 000 = 0,6.
5. Fréquence des hétérozygotes à l'équilibre si p = 0,6 ? → 2pq = 0,48.
6. Une maladie récessive touche 1 personne sur 3 600 : fréquence des porteurs ? → Environ 1 sur 30.
7. Dans quelles populations la dérive est-elle la plus forte ? → Dans les petites populations.
8. Probabilité de fixation d'un allèle neutre de fréquence 0,05 ? → 0,05.
9. Quelles sont les trois conditions de la sélection naturelle ? → Variabilité, hérédité de cette variabilité, avantage reproductif.
10. Le mulet est stérile : que montre-t-il ? → Que le cheval et l'âne sont deux espèces isolées sur le plan reproductif.