Génétique moléculaire et évolutive

Auteur(s) :

Harry, Myriam (1869-1958) Découvrir l'auteur

Résumé

Pour les étudiants souhaitant acquérir les bases fondamentales pour comprendre les principes et les applications de la génétique. Présentation des différents domaines s'articulant autour de cette discipline.

Éditeur(s)
- Maloine
Date
- 2008
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- XIV-465 p. ; 24 x 17 cm
Collections
- Sciences fondamentales
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-224-02950-0
Indice
- 575 Génétique générale
Quatrième de couverture
- L'objectif de cet ouvrage est de rendre accessible à tout étudiant les principes et les applications de la Génétique ainsi que les concepts et les théories de l'Évolution. Les bases fondamentales sont exposées de façon pédagogique en présentant les différents domaines actuels de ces disciplines.
  Chaque chapitre comporte :
  
  un résumé ;
  
  un texte au contenu scientifique actualisé et richement illustré ;
  
  des références historiques aux différentes découvertes de la Génétique et de l'Évolution ;
  
  des encadrés détaillant certains exemples ou approfondissant certaines notions ;
  
  des aspects méthodologiques ;
  
  des aspects pratiques pour la réalisation d'exercices ;
  
  des questions et leurs corrigés.
  
  Les différents chapitres décrivent les molécules et les mécanismes liant information génétique, transmission et régulation chez les Procaryotes et les Eucaryotes ainsi que les mécanismes de l'Évolution au niveau moléculaire, de la population et des espèces. Sont exposés les principes de la génétique moléculaire, de la génétique mendélienne, de la génétique du développement et de la détermination du sexe, de la génétique des populations, de la génétique humaine, de l'évolution moléculaire et de l'évolution biologique. Les outils moléculaires, du génie génétique et de la génomique sont présentés. Les exemples sont pris dans les différentes lignées évolutives qu'elles soient « animales » ou « végétales » et illustrent largement les aspects unissant génétique et évolution.
  Cet ouvrage est à l'usage des étudiants des premiers cycles universitaires (L1, L2, L3, PCEM, Pharmacie, Classes préparatoires biologiques, DUT) et des professeurs de SVT. Il constitue également une référence pour la préparation des concours SVT. Par le second niveau de lecture de certains encadrés, il permet une initiation aux enseignements de seconds cycles de biologie.
Tables des matières
- - Génétique moléculaire et évolutive
  - Myriam Harry
  - Maloine
  - 1 ¤ ADN et Génome
  - I. Structure de l'ADN3
  - 1. L'ADN est un enchaînement de nucléotides3
  - 2. L'ADN possède une structure en double hélice5
  - 3. L'ADN en double hélice peut exister sous forme de plusieurs structures6
  - 4. L'ARN et l'ADN simple brin peuvent présenter une structure secondaire7
  - 5. L'appariement des bases est réversible7
  - II. Les cellules contiennent des chromosomes8
  - 1. Qu'est-ce qu'un chromosome ?8
  - 2. L'ADN est condensé dans les cellules9
  - 3. Chez les Eucaryotes, la chromatine se présente sous plusieurs formes10
  - 4. Le caryotype désigne le nombre et la structure des chromosomes d'un organisme ou d'une cellule11
  - III. L'ADN porte l'information génétique13
  - 1. L'ADN, un matériel génétique quasi universel14
  - 2. L'ADN constitue le message génétique d'un organisme14
  - 3. L'ADN comporte des régions géniques et non géniques14
  - 4. L'ADN comporte des séquences codantes et non codantes15
  - IV. Génomes15
  - 1. Un génome ou des génomes ?15
  - 2. On peut estimer la taille d'un génome en quantifiant l'ADN17
  - 3. La taille des génomes varie de 10³ à 10¹¹ pb18
  - 4. Le paradoxe de la valeur C18
  - 5. Le génome des Eucaryotes contient des séquences répétitives20
  - V. Génome des organites21
  - 1. Les génomes extra-chromosomiques sont présents en plusieurs exemplaires dans un même organite21
  - 2. L'hérédité des organites est le plus souvent monoparentale23
  - VI. Les génomes extra-chromosomiques ont une origine endosymbiotique24
  - 1. L'ancêtre des Eucaryotes devait être hétérotrophe, sans paroi cellulaire, et présenter les caractères de la phagocytose24
  - 2. Posséder un endosymbionte confère un avantage sélectif26
  - 3. Peroxysome, mitochondrie, chloroplaste, le tiercé évolutif gagnant28
  - VII. Conclusion28
  - 2 ¤ Mécanismes moléculaires de l'expression et de la régulation des gènes
  - I. Expression génique et régulation33
  - II. Code Génétique35
  - 1. Le code génétique est dit redondant ou dégénéré35
  - 2. Le code génétique est universel pour le génome principal des Procaryotes et des Eucaryotes36
  - 3. Les mitochondries possèdent leur propre code génétique37
  - III. Les ARN37
  - 1. Les ARN de transfert37
  - 2. Les ARN ribosomiques38
  - 3. Les ARN messagers40
  - IV. La transcription40
  - V. La transcription chez les Procaryotes42
  - 1. L'initiation de la transcription chez les Procaryotes42
  - 2. La terminaison de la transcription chez les Procaryotes43
  - VI. Transcription chez les Eucaryotes44
  - 1. L'initiation de la transcription par l'ARN polymérase I45
  - 2. L'initiation de la transcription par l'ARN polymérase II45
  - 3. L'initiation de la transcription par l'ARN polymérase III47
  - 4. La terminaison de la transcription chez les Eucaryotes48
  - 5. La transcription du génome mitochondrial et chloroplastique48
  - VII. Comparaison de la transcription Procaryotes/Eucaryotes49
  - VIII. Maturation et épissage des ARN chez les Eucaryotes50
  - 1. ARN de transfert51
  - 2. ARN ribosomiques51
  - 3. ARN messagers53
  - IX. Traduction56
  - 1. L'initiation de la traduction56
  - 2. Élongation de la synthèse protéique57
  - 3. Terminaison de la traduction59
  - 4. Cadre de lecture59
  - X. Régulation de l'expression génique chez les Procaryotes60
  - 1. Régulation de la transcription60
  - 2. Régulation de la traduction64
  - XI. Régulation de l'expression génique chez les Eucaryotes68
  - 1. Seuls les gènes actifs sont transcrits68
  - 2. Régulation de la transcription70
  - 3. Régulation génique post-transcriptionnelle73
  - 4. La diversité immunitaire résulte de réarrangements génétiques77
  - 5. Des perturbations de l'expression génique peuvent conduire à des cellules cancéreuses80
  - XII. Conclusion80
  - 3 ¤ Réplication et recombinaison de l'ADN
  - I. La réplication85
  - 1. La réplication de l'ADN est semi-conservative85
  - 2. La synthèse de l'ADN a lieu au niveau d'une fourche de réplication86
  - 3. Les ADN polymérases ont différentes fonctions87
  - 4. Différents mécanismes assurent la fidélité de la réplication87
  - 5. Différents mécanismes assurent la réplication de l'ADN lésé89
  - 6. Il n'y a qu'un seul réplicon chez les Procaryotes et plusieurs chez les Eucaryotes90
  - 7. Autres mécanismes de réplication91
  - II. Mécanismes moléculaires de la recombinaison93
  - 1. La recombinaison homologue93
  - 2. La recombinaison site-spécifique97
  - III. La diversité des recombinaisons98
  - 1. Recombinaison chez les Procaryotes98
  - 2. Recombinaison chez les Eucaryotes104
  - 3. La transposition107
  - IV. Biotechnologies de l'ADN recombinant : La transgénèse111
  - 1. Le transfert de gènes peut être direct ou indirect111
  - 2. La transgénèse chez les végétaux112
  - 3. La transgénèse chez les animaux112
  - V. Conclusion116
  - 4. Génomique
  - I. Outils et techniques utilisés en biologie moléculaire121
  - 1. Les enzymes de restriction sont des ciseaux moléculaires121
  - 2. Le clonage permet de multiplier un fragment d'ADN124
  - 3. Le séquençage130
  - 4. Les techniques d'hybridation133
  - II. Techniques de la génomique133
  - 1. Le séquençage complet133
  - 2. Annotation des génomes137
  - III. Les projets de séquençage de génomes complets138
  - 1. Séquençage complet de génomes de Mammifères138
  - 2. Séquençage complet de génomes de Vertébrés non mammaliens141
  - 3. Séquençage complet de génomes de Métazoaires non Vertébrés143
  - 4. Séquençage complet de génomes de végétaux145
  - 5. Séquençage complet de génomes unicellulaires148
  - 6. Séquençage complet de génomes de Champignons150
  - 7. Séquençage complet de génome de Procaryotes151
  - IV. Génomique153
  - 1. Génomique comparative153
  - 2. La génomique fonctionnelle157
  - V. Conclusion161
  - 5 ¤ Mutations et innovations génétiques
  - I. Découverte des mutations et théories évolutives165
  - 1. Mutations historiques165
  - 2. Mutations et mutationnisme165
  - 3. Mutationnisme et sélection naturelle166
  - II. Caractéristiques des mutations166
  - 1. Les mutations touchent le génotype d'un individu et peuvent affecter son phénotype166
  - 2. Les mutations peuvent être somatiques ou germinales167
  - 3. Les mutations peuvent être spontanées ou induites168
  - 4. Les mécanismes de réparation des lésions d'ADN sont variés170
  - III. Étude des mutations170
  - 1. Pour étudier les mutations phénotypiques, on utilise des modèles de laboratoire170
  - 2. Les mutations morphologiques, conditionnelles ou biochimiques sont des mutations phénotypiques macroscopiques172
  - 3. La cytogénétique permet l'observation des anomalies chromosomiques173
  - 4. Les mutations moléculaires sont des variants protéiques ou des variants d'ADN173
  - IV. Types de mutations173
  - 1. Les mutations nucléotidiques peuvent être des substitutions, des insertions ou des délétions173
  - 2. Les remaniements chromosomiques affectent la structure des chromosomes174
  - 3. La non-disjonction méiotique ou mitotique entraîne un changement du nombre de chromosomes178
  - 4. Les mutations d'insertion sont dues à la transposition d'ADN étranger179
  - V. Les effets des mutations héréditaires179
  - 1. Les mutations nucléotidiques n'affectent pas toujours la fonction des protéines180
  - 2. Les mutations structurales des chromosomes conduisent à des anomalies méiotiques182
  - 3. L'effet de la modification du nombre de chromosomes dépend du maintien de la parité chromosomique185
  - 4. Les mutants d'insertion peuvent provoquer des altérations ou des nouveautés génétiques192
  - VI. Conclusion193
  - 6 ¤ Transmission des caractères et hérédité chez les Eucaryotes
  - I. Génétique mendélienne197
  - 1. Définitions198
  - 2. L'hérédité autosomique a été établie par les expériences de Mendel198
  - 3. Hérédité liée au sexe206
  - II. Exemples d'hérédité mendelienne : maladies génétiques monogéniques209
  - 1. Maladies dominantes autosomiques211
  - 2. Maladies récessives autosomiques212
  - 3. Maladies liées au sexe215
  - 4. Mécanismes à l'origine des maladies héréditaires à transmission mendélienne219
  - III. Hérédité non mendélienne extrachromosomique221
  - 1. Hérédité cytoplasmique mitochondriale chez l'homme221
  - 2. Hérédité chloroplastique chez les végétaux224
  - IV. Effet maternel225
  - V. Étude des recombinaisons géniques227
  - 1. Recombinaisons méiotiques227
  - 2. Recombinaisons mitotiques232
  - 3. Le champignon Neurospora constitue un modèle d'étude des recombinaisons233
  - 4. En pratique comment reconnaître si les gènes sont indépendants ou liés, et si les allèles sont portés par des gènes différents ?233
  - VI. Interactions géniques235
  - VII. Conclusion235
  - 7 ¤ Cycles, sexe, et développement
  - I. Cycles vitaux241
  - 1. La phase diploïde est transitoire chez les haplontes241
  - 2. Les haplodiplontes présentent une alternance équilibrée des phases haploïde et diploïde243
  - 3. La phase haploïde est réduite chez les diplontes243
  - II. Génétique du développement244
  - 1. Les gènes du développement chez la Drosophile244
  - 2. La métamérisation corporellerésulte de l'activité de gènes de segmentation250
  - 3. Les gènes Hox chez les Vertébrés256
  - 4. Quelques gènes impliqués dans le développement et la croissance d'Arabidopsis258
  - III. Détermination du sexe265
  - 1. Détermination génétique du sexe265
  - 2. Détermination du sexe par des facteurs autres que génétiques274
  - IV. Quel avenir (évolutif) pour le sexe ?280
  - V. Conclusion284
  - 8 ¤ Étude de la variabilité et outils génétiques
  - I. Génétique et génétiques289
  - II. Étude de la variabilité en génétique évolutive290
  - 1. Trois paramètres sont utilisés en génétique évolutive des populations290
  - 2. La phylogéographie retrace le lien de parenté entre populations291
  - III. Génétique quantitative et détermination de la variabilité292
  - 1. Les caractères quantitatifs sont continus ou discontinus292
  - 2. Le phénotype d'un caractère quantitatif est déterminé par plusieurs composantes293
  - 3. L'héritabilité représente la part génétique de la variabilité294
  - 4. QTL et marqueurs moléculaires295
  - IV. Marqueurs du polymorphisme295
  - 1. Marqueurs biochimiques296
  - 2. Marqueurs chromosomiques300
  - 3. Marqueurs moléculaires301
  - 4. Les points de mutation unique ou SNP310
  - 5. Haplotypes313
  - 6. Méthodes électrophorétiques séparatives de variants d'ADN313
  - V. Conclusion317
  - 9 ¤ Structure génétique des populations
  - I. La notion de population321
  - 1. L'unité retenue en génétique des populations est l'unité locale de croisement321
  - 2. La variabilité intraspécifique se découpe en variabilité dans les populations et entre les populations322
  - II. Les forces évolutives322
  - 1. Les mutations sont le « matériau brut » de l'évolution322
  - 2. La sélection naturelle doit être mesurée en terme de « succès reproductif »323
  - 3. La dérive génétique résulte d'un tri au hasard des allèles lors de la reproduction324
  - 4. La migration homogénéise les fréquences alléliques entre les populations325
  - III. Constitution génétique des populations326
  - 1. La structure génétique d'une population est décrite par le calcul des fréquences génotypiques et des fréquences alléliques326
  - 2. À l'équilibre de Hardy-Weinberg, il existe une relation entre les fréquences génotypiques et les fréquences alléliques327
  - 3. Le test du X² permet de tester la conformité d'une population à la structure de Hardy-Weinberg329
  - 4. L'application du test de conformité comporte quatre étapes330
  - 5. En bref, comment résoudre un exercice de génétique des populations332
  - IV. Cas particulier d'un locus lié au sexe333
  - 1. Les fréquences génotypiques sont différentes selon le sexe333
  - 2. Réalisation du test de conformité pour un locus lié à l'X334
  - 3. L'écart de proportion des phénotypes récessifs chez les mâles et les femelles dépend de la fréquence de l'allèle récessif lié à l'X335
  - V. Modèles à plusieurs locus : le déséquilibre de liaison335
  - 1. Expression du taux de recombinaison336
  - 2. Expression du déséquilibre gamétique336
  - 3. Il existe une relation entre le taux de recombinaison r et le déséquilibre gamétique D337
  - VI. Conclusion339
  - 10 ¤ Évolution des populations
  - I. Effet du mode de reproduction sur la structure génétique des populations343
  - 1. La consanguinité traduit un apparentement entre deux individus343
  - 2. Le coefficient de consanguinité d'un individu dépend de trois paramètres345
  - 3. Exemples de calculs du coefficient de parenté347
  - 4. En situation d'autofécondation, la proposition des hétérozygotes diminue de moitié à chaque génération348
  - 5. Pour une population, on définit le coefficient moyen de consanguinité349
  - 6. Dans les populations naturelles, il existe un certain taux de consanguinité350
  - 7. La consanguinité augmente fortement le facteur de risque d'une maladie rare351
  - 8. L'homogamie et l'hétérogamie affectent la proportion des hétérozygotes351
  - 9. L'indice de fixation F exprime l'écart à la panmixie354
  - 10. Le mode de reproduction n'affecte pas les fréquences alléliques354
  - II. Effet des pressions évolutives sur la constitution génétique des populations355
  - 1. À chaque génération, on peut calculer un taux de mutation355
  - 2. La migration homogénéise les fréquences alleliques entre populations356
  - 3. Sous l'effet de la dérive génétique les hétérozygotes tendent à disparaître357
  - 4. L'effet de la sélection se traduit par l'attribution d'une valeur sélective à chaque génotype364
  - III. Exemples d'études de génétique des populations374
  - 1. La phalène du bouleau : exemple de l'effet combiné de plusieurs facteurs374
  - 2. Les punaises hématophages : exemple de l'effet de la dérive génétique376
  - IV. La coévolution378
  - 1. La coévolution, un concept défini de façon génétique379
  - 2. Le modèle de spécialisation379
  - 3. De la spécialisation à la cospéciation381
  - 4. Peut-on échapper à la fatalité coévolutive ?384
  - V. Conclusion384
  - 11 ¤ Espèce, phylogénie et évolution
  - I. L'idée de l'évolution389
  - II. La notion d'espèce391
  - 1. Les premières classifications et définitions de l'espèce391
  - 2. La définition biologique de l'espèce392
  - 3. Analyse des critères des définitions de l'espèce393
  - 4. Les autres définitions de l'espèce395
  - 5. On peut tester en conditions expérimentales le concept biologique de l'espèce396
  - III. La spéciation397
  - 1. La spéciation allopatrique397
  - 2. La spéciation sympatrique399
  - 3. La spéciation par le modèle des équilibres ponctués402
  - 4. Les mécanismes de l'isolement reproductif402
  - IV. La classification404
  - 1. La hiérarchie taxinomique404
  - 2. Comment décrire une nouvelle espèce ?406
  - V. Les phylogénies406
  - 1. La cladistique407
  - 2. La phénétique412
  - 3. Cladistique/Phénétique : comparaison des méthodes414
  - 4. Évaluation de la validité d'un arbre414
  - 5. Choix des molécules415
  - 6. La notion de congruence417
  - 7. La notion de cocladogenèse417
  - VI. Morphologie/molécules : existe-t-il un conflit ?418
  - VII. L'arbre universel du vivant et l'origine de la vie421
  - VIII. Le rôle de la contingence dans l'évolution422
  - IX. Histoire évolutive des hominines424
  - 1. Ce que nous disent les fossiles424
  - 2. Ce que nous dit l'ADN428
  - X. Conclusion430
  - Annexes
  - 150 dates marquantes de la génétique moléculaire et évolutive433
  - Chronologie des découvertes de fossiles d'hominidés438
  - Chronologie des grandes étapes de la vie440
  - Réponses443
  - Bibliographie453
  - Index457
Origine de la notice:
- Electre