Génétique et Hérédité

Introduction à l'étude de la génétique

• La génétique est l'étude de l'hérédité, des caractéristiques héréditaires des individus, de leur transmission aux générations suivantes et de leurs variations (mutations).
• Il existe plusieurs types de génétique, dont la génétique mendélienne qui étudie les lois de l'hérédité et le mode de transmission des gènes (aspect formel) et l'étude de la nature et du fonctionnement des gènes (aspect moléculaire).
• L'analyse des génomes (génomique et protéomique) est également une branche importante de la génétique.
• La génétique des organismes (développement et populations) est un autre aspect de l'étude.

Programme de génétique

• Le programme de génétique comprend :
  • Génétique formelle
  • Génétique humaine
  • Génétique moléculaire
  • Cartographie des gènes humains
  • Cytogénétique
  • Outils du génie génétique
  • Diagnostic génotypique
  • Génétique des populations

Notions préliminaires

• L'hérédité : ensemble des caractéristiques que les êtres vivants transmettent à leurs descendants par reproduction. 
• Un exemple d'héritage est un arbre généalogique simplifié de la famille Noah.
• Certains caractères sont transmis de génération en génération, ce sont les caractères héréditaires. 
• Espèce : des êtres vivants appartenant à la même espèce ont une ressemblance suffisante et peuvent engendre une descendance fertile.
• Un groupe d'individus fertile produisant une descendance fertile.
• L'espèce peut être définie par un ensemble de caractères (forme, couleur, etc.).
• Ces caractères se conservent d'une génération à l'autre, et l'information est transmise au fil des générations.
• Caractère : un aspect ou une propriété biologique dont on peut étudier le déterminisme génétique à travers la transmission héréditaire. 
• Gène : unité d'hérédité contrôlant un caractère particulier, un segment d'ADN ou d'ARN (virus), situé à un endroit précis (locus) sur un chromosome.
• Chaque région de l'ADN qui produit une molécule d'ARN fonctionnelle est un gène. 
• Allèle : variante d'un gène assurant la même fonction, se trouve sur une position (locus) identique sur les chromosomes homologues. 
• Génome : ensemble du matériel génétique (molécules d'ADN) présent dans le noyau des cellules d'un organisme.
• Génotype : ensemble de caractères génétiques d'un être vivant qui peuvent ou non se traduire par son phénotype (caractères physiques et biologiques).
• Eucaryotes: groupe d'organismes unicellulaires ou multicellulaires dont les cellules ont un noyau entouré par une membrane.
• Organisme diploïde (2n) : Organisme avec deux jeux complets de chromosomes homologues possédant deux allèles de chaque gène.
• Organisme haploïde (n) : Organisme contenant un seul allèle de chaque gène dans ses cellules.
• Exemple : Chez l'homme, le nombre de chromosomes est de 2n= 46 (23 paires de chromosomes homologues : 22 paires d'autosomes et 1 paire de gonosomes).

Mitose

• La mitose est le processus de division cellulaire le plus fréquent chez les eucaryotes, aussi bien chez les unicellulaires que chez les pluricellulaires.
• Il y a duplication de tous les composants cellulaires, avec une distribution égale dans les deux cellules filles. 
• La mitose est un processus de division unique et asexué.
• Ses rôles incluent le renouvellement des cellules, la croissance et la cicatrisation.

Méiose

• La méiose est un processus aboutissant à la réduction de moitié du nombre de chromosomes.
• C'est une division cellulaire double :
  • Première division (M1) : division réductionnelle.
  • Deuxième division (M2) : division équationnelle.
• Elle est cruciale pour la reproduction sexuée et la diversité génétique.
• La méiose permet le passage d'une phase diploïde à une phase haploïde.
• La fécondation fusionne deux gamètes, formant un zygote avec un nombre de chromosomes 2n.
• Dans ce cycle de reproduction, seules les gamètes sont haploïdes.

Mitose/Méiose

• Comparaison des mitoses et méioses:
  • Type de division : 1 division conforme pour la mitose et deux divisions successives avec réduction chromatique pour la méiose.
  • Cellules concernées : somatiques pour la mitose et germinales pour la méiose.
  • Nombre de cellules filles : 2 pour la mitose et 4 pour la méiose.
  • Ploïdie des cellules filles : diploïdes pour la mitose et haploïdes pour la méiose.
  • Qualité des cellules filles : génétiquement identiques à la cellule mère pour la mitose et génétiquement différentes entre elles et de la cellule mère pour la méiose.
  • Activité dans le temps : tout au long de la vie pour la mitose et à partir de la puberté pour la méiose.
  • Fonction des cellules produites : reproduction asexuée pour la mitose et reproduction sexuée pour la méiose.
  • Durée de la division : courte pour la mitose et plus longue pour la méiose.