Génétique
Cours + QCM/QROC
6e édition
Raymond Julien
Sébastien Arico
Dunod
1 Éléments de génétique mendélienne1
1.1 La démarche de Gregor Mendel
1
Le modèle 3:12
Le modèle 9:3:3:14
Vérification expérimentale des deux modèles par le croisement test5
Méthode de calcul des rapports génétiques dans les hybrides6
1.2 Le modèle 3:1 chez l'Homme
8
La phénylcétonurie8
La perception de l'amertume par l'Homme et les grands singes12
1.3 Dominance et récessivité, multiallélisme
13
Aspects généraux13
Les groupes ABH(O) sanguins et tissulaires humains15
1.4 Allèles létaux
18
1.5 Actualité du concept de gène
18
Un concept historique18
Un concept dynamique20
Points clés
22
QCM - QROC
23
2 Mutations et sélection25
2.1 Origine des mutations
25
Les mutations liées à des erreurs de duplication de l'ADN27
Mutants ou variants: à propos du coronavirus SARS-CoV-228
Les mutations provoquées par des agents mutagènes30
2.2 Les différents types de mutations modifiant ou non la fonction
35
Les mutations géniques35
Les mutations chromosomiques : amplifications, délétions, translocations, inversions, perte d'hétérozygotie37
Les mutations perte ou gain de fonction39
Autres types de mutations : phénotypiques, biochimiques et conditionnelles39
Nomenclature40
2.3 La notion de paramutation
40
2.4 Effets des mutations
42
Effets défavorables42
Effets favorables42
2.5 La notion de sélection
43
La sélection naturelle43
La sélection artificielle51
Relations entre sélection et variation génétique52
2.6 La distinction entre phénotype et génotype
53
2.7 Liaison génétique et déséquilibre de liaison
54
Liaison génétique et sélection54
Liaison génétique entre deux caractères présents dans une famille humaine55
Le déséquilibre de liaison mesure une distribution non aléatoire de marqueurs génétiques56
2.8 Hérédité et héritabilité
59
La relation entre gènes et environnement60
La génétique quantitative60
Paramètres statistiques fréquemment utilisés en génétique quantitative61
Points clés
62
QCM - QROC
64
3 Structure des gènes et des génomes67
3.1 La structure de l'ADN
67
Nucléotides et polynucléotides67
La double hélice70
3.2 La structure et la fonction des chromosomes eucaryotes
74
La structure du nucléosome74
La structure et le remodelage de la chromatine76
La structure des chromosomes au cours du cycle cellulaire76
3.3 La structure des génomes
78
Qu'est-ce qu'un génome ?78
La taille des génomes79
Les génomes viraux80
Les génomes procaryotes80
Les génomes eucaryotes80
Les génomes d'organites82
3.4 Le séquençage des génomes
82
Fragmenter puis assembler82
Le séquençage « historique » du génome humain83
Points clés
94
QCM - QROC
95
4 Introduction à la génétique des micro-organismes97
4.1 Génétique bactérienne
98
Mutants bactériens98
Conjugaison bactérienne99
La transformation bactérienne107
Les mutants bactériens résistants aux antibiotiques110
4.2 La microbiologie des populations bactériennes
114
Le microbiote intestinal115
Le microbiote vaginal115
Le microbiote de la peau115
Les microbiotes animaux116
Les microbiotes végétaux116
Les biofilms bactériens117
4.3 Génétique des bactériophages
118
Le cycle biologique des bactériophages118
La lysogénie119
La transduction120
4.4 Génétique de la levure
124
Les groupes de complémentation et dénombrement des gènes125
Invalidation de gènes chez la levure127
Les levures eucaryotes modèles et outils127
4.5 Micro-organismes et génie génétique
129
Les protéines recombinantes129
L'ARN messager, un vaccin génétique131
Points clés
134
QCM - QROC
136
5 Expression des gènes et des génomes139
5.1 Expression des gènes : la transcription de l'ADN
139
Les protéines nécessaires à la transcription139
L'exemple historique de l'opéron lactose de E. Coli141
Une même protéine régulatrice peut être répressive ou activatrice143
Les isolateurs eucaryotes144
La régulation transcriptionnelle à l'échelle de la chromatine147
5.2 Expression des gènes : l'épissage alternatif des transcrits
147
Gènes morcelés et épissage des transcrits147
Epissage alternatif et régulation149
5.3 Expression des gènes : régulation traditionnelle
151
5.4 Régulations épigénétiques de l'expression des gènes
153
Modifications biochimiques des histones et de l'ADN : l'épigénomique153
Génétique et épigénétique des jumeaux monozygotiques154
Modifications post-transcriptionnelles des transcrits par « éditing »155
Empreintes parentales155
À propos de l'origine des empreintes parentales158
5.5 Les réseaux de régulation de l'expression des gènes
159
Analyse de l'expression à l'échelle des génomes : les outils de la génomique159
Les notions de hiérarchie et de réseaux de gènes163
Autres « omiques »165
5.6 La génomique en santé humaine et pour la sélection animale
165
La génomique en santé humaine165
La génomique pour la sélection animale170
Points clés
174
QCM - QROC
176
6 Transmission et hérédité179
6.1 Les divisions cellulaires
179
La mitose179
La méiose181
La recombinaison méiotique181
6.2 Liaison génétique et cartographie
188
Fréquence de recombinaison intrachromosomique et distance génétique189
Comment cartographier plus de deux gènes liés189
La notion d'interférence entre crossing-over193
6.3 Cartographie des centromères et analyse des tétrades linéaires
194
Inversion chromosomique et cartographie195
6.4 Cytogénétique et assignation chromosomique
197
6.5 Analyse de la liaison génétique et test du chi-deux ou X2
199
6.6 Hérédité liée au sexe
201
Déterminisme du sexe202
Hérédité liée au chromosome X202
Les caractères influencés par le sexe204
Les caractères limités à un sexe205
6.7 Transmission de transgènes
205
Les souris transgéniques « knock out » et « knock in »205
Un nouvel outil d'ingénierie des génomes : le système CRISPR-Cas 9209
6.8 Dérives aux lois de Mendel dans la transmission des caractères
211
L'épistasie211
Les gènes suppresseurs213
Points clés
214
QCM - QROC
216
7 Génétique de l'évolution et du développement des organismes221
7.1 Génétique de l'évolution
221
Macro et microévolution : aperçu général et définitions222
Les racines d'une nouvelle discipline : l'évo-dévo223
7.2 Une brève histoire de l'origine des gènes
224
L'ARN a-t-il précédé l'ADN comme support moléculaire de l'hérédité ?224
Origine des introns et des exons, structure des gènes et évolution225
7.3 La boîte à outils génétiques du développement
226
Les gènes du développement228
Le modèle historique de la drosophile231
7.4 D'où vient la nouveauté en matière de développement ?
235
L'évolution de l'expression génique236
La régulation en cis et en trans de l'expression génique236
Estimation simplifiée de la taille moyenne des sites régulateurs mutables pour un gène standard238
Modifications épigénétiques de l'expression génique241
Une évolution de type lamarckien est-elle possible ?241
Points clés
244
QCM - QROC
245
8 Génétique des populations247
8.1 Calculs des fréquences génotypiques et alléliques
248
8.2 Le modèle de Hardy-Weinberg
250
Conditions requises pour l'application du modèle250
Généralisation du modèle de Hardy-Weinberg251
Mise en évidence de la relation entre équilibre allélique et équilibre génotypique253
8.3 Applications aux allèles rares
254
8.4 Parenté et coefficient de consanguinité
256
8.5 Modélisation de la sélection naturelle
258
8.6 Une génétique moléculaire des populations
261
Préambule
261
Séquençage génomique de populations et identification de variants à l'échelle d'un pays262
Les études d'associations des génomes et des phénotypes263
Quelques définitions pour comprendre le point précédent264
Comprendre l'architecture des traits complexes265
Points clés
268
QCM - QROC
269
Index
271