mini Manuel de Génétique
Cours + QCM/QROC
Jean-Michel Petit
Sébastien Arico
Raymond Julien
Dunod
1 Éléments de génétique mendélienne1
1.1 La démarche de Gregor Mendel
1
Le modèle 3:12
Le modèle 9:3:14
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
Deux exemples : groupes sanguins et tyrosinase14
1.4 Allèles létaux
15
1.5 Actualité du concept de gène
16
Un concept historique16
Un concept dynamique18
Point clefs
20
QCM - QROC
21
2 Mutations et sélection25
2.1 Origine des mutations
25
Le mutations liées à des erreurs de duplication de l'ADN27
Les mutations provoquées par des agents mutagènes28
2.2 Les différents types de mutations modifiant ou non la fonction
33
Les mutations géniques33
Les mutations chromosomiques : amplifications, délétions, translocations, inversions, perte d'hétérozygotie35
Les mutations pertes ou gains de fonction37
Autres types de mutations : phénotypiques, biochimiques et conditionnelles38
Nomenclature38
2.3 La notion de paramutation
38
2.4 Effets des mutations
40
Effets défavorables40
Effets favorables40
2.5 La notion de sélection
41
La sélection naturelle41
La sélection artificielle44
Relations entre sélection et variation génétique46
2.6 La distinction entre phénotype et génotype
47
2.7 Liaison génétique et déséquilibre de liaison
48
Liaison génétique et sélection48
Liaison génétique entre deux caractères présents dans un famille humaine49
Le déséquilibre de liaison mesure une distribution non aléatoire de marqueurs génétiques50
2.8 Hérédité et héritabilité
52
La relation entre gènes et environnement53
La génétique quantitative53
Paramètres statistiques fréquemment utilisés en génétique quantitative54
Points clefs
55
QCM - QROC
57
3 Structure des gènes et des génomes61
3.1 La structure de l'ADN
61
Nucléotides et polynucléotides61
La double hélice64
3.2 La structure et la fonction des chromosomes eucaryotes
68
La structure du nucléosome68
La structure et le remodelage de la chromatine70
La structure des chromosomes au cours de cycle cellulaire70
3.3 La structure des génomes
72
Qu'est-ce qu'un génome ?72
La taille des génomes73
Les génomes viraux74
Les génomes procaryotes74
Les génomes eucaryotes74
Les génomes d'organites76
3.4 Le séquençage des génomes
76
Fragmenter puis assembler76
Le séquençage du génome humain77
Point clefs
85
QCM - QROC
86
4 Introduction à la génétique des micro-organismes89
4.1 Génétique bactérienne
90
Mutants bactériens90
Conjugaison bactérienne91
La transformation bactérienne99
4.2 Génétique des bactériophages
102
Le cycle biologique des bactériophages102
La lysogénie103
La transduction104
4.3. Test de complémentation ou test d'allélisme fonctionnel
108
4.4 Test d'allélisme structural
110
4.5 Génétique de la levure
110
Les groupes de complémentation et dénombrement des gènes113
Invalidation de gènes chez la levure114
Les levures eucaryotes modèles et outils116
4.6 Micro-organismes et génie génétique
118
Points clefs
119
QCM - QROC
120
5 Expression des gènes et des génomes123
5.1 Expression des gènes : la transcription de l'ADN
123
Les protéines nécessaires à la transcription123
L'exemple historique de l'opéron lactose de E. Coli125
Une même protéine régulatrice peut être répressive ou activatrice127
Les isolateurs eucaryotes128
La régulation transcriptionnelle à l'échelle de la chromatine131
5.2 Expression des gènes : l'épissage alternatif des transcrits
131
Gènes morcelés et épissage des transcrits131
Épissage alternatif et régulation133
5.3 Expression des gènes : régulation traductionnelle
134
5.4 Régulations épigénétiques de l'expression des gènes
137
Modifications biochimiques des histones et de l'ADN : l'épigénomique137
Généralité et épigénétique des jumeaux monozygotiques138
Modifications post-transcriptionnelles des transcrits par « éditing »139
Empreintes parentales139
À propos de l'origine des empreintes parentales142
5.5 Les réseaux de régulation de l'expression des gènes
143
Analyse de l'expression à l'échelle des génomes : les outils de la génomique143
Les notions de hiérarchie et de réseaux de gènes147
Autres « omiques »150
5.6 La génomique en santé humaine et pour la sélection animale
150
La génomique en santé humaine150
La génomique pour la sélection animale157
Points clefs
160
QCM - QROC
162
6 Transmission et hérédité165
6.1 Les divisions cellulaires
165
La mitose165
La méiose167
La recombinaison méiotique167
6.2 Liaison génétique et cartographie
174
Fréquence de recombinaison intrachromosomique et distance génétique175
Comment cartographier plus de deux gènes liés175
La notion d'interférence entre crossing-over179
6.3 Cartographie des centromères et analyse des tétrades linéaires
180
Inversion chromosomique et cartographie181
6.4 Cytogénétique et assignation chromosomique
183
6.5 Analyse de la liaison génétique et test du CHI-deux ou X2
185
6.6 Hérédité liée au sexe
187
Déterminisme du sexe188
Hérédité liée au chromosome X188
6.7 Transmission de transgènes
190
Un nouvel outil remarquable d'ingénierie des génomes : le système CRISPR-Cas 9193
6.8 Dérives aux lois de Mendel dans la transmission des caractères
196
L'épistasie196
Les gènes suppresseurs198
Point clefs
199
QCM - QROC
201
7 Génétique de l'évolution et du développement des organismes205
7.1 Génétique de l'évolution
205
Macro et microévolution : aperçu général et définitions206
Les racines d'une nouvelle discipline : l'évo-dévo207
7.2 Une brève histoire de l'origine des gènes
208
L'ARN a-t-il précédé l'ADN comme support moléculaire de l'hérédité ?208
Origine des introns et des exons, structure des gènes et évolution209
7.3 La boîte à outils génétiques du développement
210
Les gènes du développement212
Le modèle historique de la drosophile215
7.4 D'où vient la nouveauté en matière de développement ?
219
L'évolution de l'expression génique220
La régulation en cis et en trans de l'expression génique220
Estimation simplifiée de la taille moyenne des sites régulateurs mutables pour un gène standard222
Modifications épigénétiques de l'expression génique225
Une évolution de type lamarckien est-elle possible ?225
Points clefs
228
QCM - QROC
229
8 Génétique des populations233
8.1 Calculs des fréquences génotypiques et alléliques
234
8.2 Le modèle de Hardy-Weinberg
236
Conditions requises pour l'application du modèle236
Généralisation du modèle de Hardy-Weinberg237
Mise en évidence de la relation entre équilibre allélique et équilibre génotypique239
8.3 Applications aux allèles rares
240
8.4 Parenté et coefficient de consanguinité
242
8.5 Modélisation de la sélection naturelle
244
Points clefs
247
QCM - QROC
248
Glossaire251
Index261