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Progéniture de parents avec un nombre différent de chromosomes

Progéniture de parents avec un nombre différent de chromosomes


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De nombreux articles rapportent que les bulots (Nucella lapillus) présentent un polymorphisme chromosomique distinct entre les populations de 2n = 24 à 2n = 36. Quelqu'un pourrait-il me dire combien de chromosomes la génération F1 des parents avec (mâle) 2n = 24 et ( femme) 2n = 27 aurait? Qu'adviendrait-il des trois chromosomes non appariés ?


Types de chromosomes

Il existe différents types de chromosomes présents dans une cellule au cours d'une étape particulière de la division cellulaire. Nous en apprendrons davantage sur ces types de chromosomes dans l'article discuté ci-dessous.

Il existe différents types de chromosomes présents dans une cellule au cours d'une étape particulière de la division cellulaire. Nous en apprendrons davantage sur ces types de chromosomes dans l'article discuté ci-dessous.

Le noyau des cellules végétales et animales contient des structures filiformes appelées chromosomes. Ces chromosomes sont constitués d'une seule molécule d'acide désoxyribonucléique (ADN) et d'une protéine. Ces chromosomes sont transmis des parents à leur descendance et contiennent tout le matériel génétique lié à l'organisme particulier. Le mot chromosome vient des mots grecs. Chroma en grec signifie ‘color’ et soma signifie ‘body’. Comme ces structures ont tendance à se colorer très fortement avec les colorants de couleur utilisés dans les laboratoires, ces structures ont été nommées chromosomes. Ces chromosomes ont une fonction très importante sans laquelle un individu ou un organisme ne peut exister.

Quelles sont les fonctions des chromosomes ?

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Les chromosomes ont une structure unique qui maintient l'ADN dans une position étroitement enveloppée. Les brins d'ADN sont placés autour d'une structure de protéine en forme de bobine appelée histones. Si la structure de l'ADN n'était pas étroitement enroulée, il aurait été très difficile de loger les brins dans le noyau cellulaire. Les brins de molécules d'ADN dans une seule cellule humaine mesurent près de 6 pieds de long, s'ils sont déroulés. Ainsi, les brins étroitement enroulés les aident à être placés dans le minuscule noyau cellulaire microscopique. Les fonctions du chromosome incluent également de s'assurer que pendant la division cellulaire, l'ADN est copié exactement tel qu'il est et distribué uniformément après la division cellulaire. S'il y a des changements dans la structure ou le nombre de chromosomes, cela pourrait entraîner de graves malformations congénitales dans la descendance. Ainsi, il est absolument essentiel que chaque cellule reproductrice, c'est-à-dire les ovules et les spermatozoïdes, contienne le bon nombre et la bonne structure de chromosomes. A défaut, cela entraînera de graves complications chez la descendance produite.

Qu'est-ce qu'un centromère et un télomère dans le chromosome ?

Lorsque nous parlons de types de chromosomes, vous constaterez que les mots ‘centromère’ et ‘télomère’ seront mentionnés plusieurs fois. Il est important de comprendre la structure d'un chromosome avant d'examiner leurs types. Si vous regardez la structure du chromosome, vous trouverez une région rétrécie dans le chromosome linéaire. Cette zone rétrécie s'appelle le centromère et il n'est pas nécessaire qu'elle soit située exactement au centre des chromosomes. Il peut être placé juste à une extrémité du chromosome. Les structures de chaque côté du chromosome sont appelées les bras chromosomiques. Ces centromères sont très importants lors de la division cellulaire. Ils aident à aligner correctement les chromosomes et servent de site de fixation pour les deux moitiés des chromosomes répliqués. Ces chromosomes répliqués sont appelés chromatides sœurs qui sont copiées pour fabriquer une nouvelle cellule.

Les tronçons répétitifs d'ADN aux extrémités des chromosomes linéaires sont appelés télomères. Ils aident à empêcher l'ADN de se défaire de leur état étroitement enroulé. Dans certaines cellules, les télomères ont tendance à perdre leur ADN petit à petit après chaque division cellulaire. Cela continue jusqu'à ce qu'il perde tout l'ADN et que la cellule meure. Dans certaines cellules, il existe des enzymes spéciales qui empêchent cette perte d'ADN lors de la division. Ainsi, ces cellules sont capables de vivre une longue vie par rapport aux autres cellules. Outre le centromère et le télomère, d'autres parties du chromosome comprennent les régions de constriction primaire et secondaire avec leur satellite, leur pellicule, leur matrice, leurs chromonèmes et leur kinétochore.

Chromosomes trouvés chez les humains

Les chromosomes sont très dispersés et difficiles à localiser avant la division cellulaire. Lorsque la cellule commence à se diviser, les chromosomes sont clairement visibles et peuvent être photographiés ainsi que leur morphologie, leur taille et leur forme peuvent être étudiées. Les types de chromosomes sont divisés en deux catégories, les autosomes et les chromosomes sexuels. Ces types sont expliqués ci-dessous :

Autosomes

Les autosomes sont des structures qui contiennent les informations héréditaires. Ils ne contiennent pas d'informations relatives à la reproduction et à la détermination du sexe. Ils sont identiques chez les deux sexes, c'est-à-dire les espèces humaines mâles et femelles. Il y a 46 (2n) chromosomes chez l'homme. Sur ces 46 chromosomes, il y a 44 paires d'autosomes et contiennent des informations liées aux caractères phénotypiques.

♦ Allosomes/ Hétérosomes

Les allosomes sont des chromosomes sexuels différents des autosomes par leur forme, leur comportement et leur taille. Il existe une paire d'allosomes chez l'homme. Les chromosomes X sont présents dans l'ovule et le chromosome X ou Y peut être présent dans le sperme. Ces chromosomes aident à déterminer le sexe de la descendance. Si la progéniture reçoit le chromosome X de la mère ainsi que du père, il en résulte un enfant de sexe féminin (XX). Si la progéniture reçoit un chromosome X et un chromosome Y des parents, il en résulte un enfant mâle (XY). En termes simples, c'est le don du chromosome X ou Y par le père qui aide à déterminer le sexe de l'enfant.

En dehors de ces deux catégories, les chromosomes peuvent en outre être divisés en fonction de l'emplacement du centromère et du nombre de centromères.

♦ Types de chromosomes : basés sur la position du centromère

Les chromosomes sont divisés en quatre types en fonction de la position du centromère. Ces quatre types sont les suivants :

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Chromosome métacentrique
Le chromosome métacentrique a son centromère situé au centre entre les deux bras. Cela donne au chromosome une forme typique de ‘V’ qui est observée pendant l'anaphase. Les bras de ce chromosome sont à peu près de même longueur. Dans certaines cellules, la fusion de deux chromosomes acrocentriques conduit à la formation d'un chromosome métacentrique.

Chromosome sous-métacentrique
Les bras du chromosome sous-métacentrique sont dits de longueur inégale. C'est parce que le kinétochore est présent dans la position sous-médiane. Cela donne naissance à la forme " 8216L " du chromosome sous-métacentrique.

Chromosome télocentrique
Également connus sous le nom de chromosomes de type monarchique, ils ont un centromère situé vers la fin du chromosome. Ainsi, les chromosomes télocentriques ont une apparence en forme de ‘rod’. Dans certains cas, les télomères s'étendent des deux extrémités du chromosome. Le chromosome télocentrique n'est pas présent chez l'homme.

Chromosome subtélocentrique
Les chromosomes dont le centromère est situé plus près de l'extrémité que du centre sont appelés chromosomes subtélocentriques.

Chromosome acrocentrique
L'emplacement du centromère dans le chromosome acrocentrique est subterminal. Cela fait que le bras court du chromosome devient très court, ce qui le rend très difficile à observer.

Chromosome holocentrique
Dans les chromosomes holocentriques, le centromère traverse toute la longueur du chromosome. Ces chromosomes sont très fréquents dans les cellules appartenant à des organismes du règne animal et végétal.

♦ Types de chromosomes : basés sur le nombre de centromères

Le nombre de centromères présents sur le chromosome aide à déterminer le type de chromosome. Ces différents types de chromosomes en fonction du nombre de centromères sont les suivants :

Chromosome acentrique
Les chromosomes acentriques sont ceux qui manquent de centromères, c'est-à-dire que le centromère est totalement absent sur le chromosome. Ces chromosomes sont observés en raison des effets du processus de rupture des chromosomes comme l'irradiation.

Chromosome monocentrique
Les chromosomes monocentriques sont ceux qui contiennent un seul centromère. Ce type de chromosome est présent dans la plupart des organismes. Les chromosomes monocentriques peuvent être appelés acrocentriques si le centromère est situé à l'extrémité du chromosome. Si le centromère est situé vers le centre, il est appelé chromosome métacentrique. Et les chromosomes télocentriques sont ceux dans lesquels le centromère est présent à l'extrémité des chromosomes.

Chromosome dicentrique
Les chromosomes dicentriques sont ceux qui ont deux centromères présents sur ses bras. Ces chromosomes sont formés après que deux segments chromosomiques avec un centromère chacun, sont fusionnés bout à bout. Cela leur fait perdre leurs fragments acentriques, conduisant à la formation de chromosomes dicentriques.

Chromosome polycentrique
Les chromosomes polycentriques sont ceux qui contiennent plus de deux centromères. Ces chromosomes sont très courants chez les plantes, par exemple, la fougère à langue d'Adder a 1262 chromosomes.

Les types de chromosomes chez l'homme sont divisés en deux catégories, comme indiqué ci-dessus. Ils comprennent les autosomes et les chromosomes sexuels. Ainsi, en tout, les humains contiennent 22 paires d'autosomes et une paire de chromosomes sexuels. Cela conduit à la présence de 46 chromosomes présents par cellule. Les chromosomes sont très importants pour chaque organisme car l'avenir de leur progéniture dépend de la division et de la séparation normales des chromosomes.

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Identification des chromosomes

L'isolement et l'observation microscopique des chromosomes constituent la base de la cytogénétique et constituent la principale méthode par laquelle les cliniciens détectent les anomalies chromosomiques chez l'homme. Un caryotype est le nombre et l'apparence des chromosomes, et comprend leur longueur, leur motif de bandes et la position du centromère. Pour obtenir une vue d'un caryotype individuel, les cytologistes photographient les chromosomes, puis coupent et collent chaque chromosome dans un tableau, ou caryogramme , également connu sous le nom d'idéogramme (Figure (PageIndex<1>)).

Figure (PageIndex<1>) : Ce caryotype est celui d'une femme humaine. Notez que les chromosomes homologues ont la même taille et ont les mêmes positions de centromère et les mêmes motifs de bandes. Un homme humain aurait une paire de chromosomes XY au lieu de la paire XX montrée. (crédit : Andreas Blozer et al)

Dans une espèce donnée, les chromosomes peuvent être identifiés par leur nombre, leur taille, la position du centromère et le motif de bandes. Dans un caryotype humain, les autosomes ou « chromosomes du corps » (tous les chromosomes non sexuels) sont généralement organisés par ordre de taille approximatif, du plus grand (chromosome 1) au plus petit (chromosome 22). Les chromosomes X et Y ne sont pas des autosomes. Cependant, le chromosome 21 est en réalité plus court que le chromosome 22. Cela a été découvert après que le syndrome de Down a été nommé trisomie 21, reflétant comment cette maladie résulte de la possession d'un chromosome 21 supplémentaire (trois au total). Ne voulant pas changer le nom de cette maladie importante, le chromosome 21 a conservé sa numérotation, bien qu'il décrive l'ensemble de chromosomes le plus court. Les « bras » chromosomiques faisant saillie de chaque extrémité du centromère peuvent être désignés comme courts ou longs, en fonction de leur longueur relative. Le bras court est abrégé p (pour &ldquopetite&rdquo), alors que le bras long est abrégé q (car il suit &ldquop&rdquo par ordre alphabétique). Chaque bras est ensuite subdivisé et désigné par un numéro. En utilisant ce système de nommage, les emplacements sur les chromosomes peuvent être décrits de manière cohérente dans la littérature scientifique.

Les généticiens utilisent des caryogrammes pour identifier les aberrations chromosomiques. L'une de ces techniques cytologiques puissantes est le caryotypage, une méthode dans laquelle des traits caractérisés par des anomalies chromosomiques peuvent être identifiés à partir d'une seule cellule. Pour observer le caryotype d'un individu, les cellules d'une personne (comme les globules blancs) sont d'abord collectées à partir d'un échantillon de sang ou d'un autre tissu. En laboratoire, les cellules isolées sont stimulées pour commencer à se diviser activement. Un produit chimique appelé colchicine est ensuite appliqué aux cellules pour arrêter les chromosomes condensés en métaphase. Les cellules sont ensuite amenées à gonfler à l'aide d'une solution hypotonique afin que les chromosomes se séparent. Enfin, l'échantillon est conservé dans un fixateur et appliqué sur une lame.

Le généticien colore ensuite les chromosomes avec l'un des nombreux colorants pour mieux visualiser les motifs de bandes distincts et reproductibles de chaque paire de chromosomes. Après coloration, les chromosomes sont visualisés par microscopie à fond clair. Un choix de teinture courant est la teinture Giemsa. La coloration au Giemsa donne environ 400 à 800 bandes (d'ADN étroitement enroulé et de protéines condensées) disposées le long des 23 paires de chromosomes qu'un généticien expérimenté peut identifier chaque bande. En plus des motifs de bandes, les chromosomes sont en outre identifiés sur la base de la taille et de l'emplacement du centromère. Pour obtenir la représentation classique du caryotype dans lequel les paires homologues de chromosomes sont alignées dans l'ordre numérique du plus long au plus court, le généticien obtient une image numérique, identifie chaque chromosome et organise manuellement les chromosomes selon ce modèle (Figure (PageIndex< 1>)).

À la base, le caryogramme peut révéler des anomalies génétiques dans lesquelles un individu a trop ou trop peu de chromosomes par cellule. Des exemples en sont le syndrome de Down, qui est identifié par une troisième copie du chromosome 21, et le syndrome de Turner, qui se caractérise par la présence d'un seul chromosome X chez la femme au lieu des deux normaux. Les généticiens peuvent également identifier de grandes délétions ou insertions d'ADN. Par exemple, le syndrome de Jacobsen, qui implique des traits distinctifs du visage ainsi que des anomalies cardiaques et hémorragiques, est identifié par une délétion sur le chromosome 11. Enfin, le caryotype peut identifier des translocations, qui se produisent lorsqu'un segment de matériel génétique se brise d'un chromosome et se rattache à un autre chromosome ou à une autre partie du même chromosome. Les translocations sont impliquées dans certains cancers, dont la leucémie myéloïde chronique.

Au cours de la vie de Mendel, l'hérédité était un concept abstrait qui ne pouvait être déduit qu'en effectuant des croisements et en observant les traits exprimés par la progéniture. En observant un caryogramme, les généticiens d'aujourd'hui peuvent réellement visualiser la composition chromosomique d'un individu pour confirmer ou prédire des anomalies génétiques chez la progéniture, même avant la naissance.


Progéniture de parents avec un nombre différent de chromosomes - Biologie

Chromosomes
La majorité de l'ADN existe sous la forme de chromosomes. Un chromosome contient une longue molécule d'ADN linéaire qui abrite de nombreux gènes. Les chromosomes sont visibles au microscope pendant la mitose. La structure d'un chromosome contient deux télomères qui sont liés à la réplication de l'ADN et à la sénescence, un centromère qui est essentiel pour une ségrégation appropriée. Chaque espèce contient un nombre différent de chromosomes.

Mitose
La mitose est le processus par lequel une cellule somatique se divise en deux cellules filles. Avant ce processus, l'ADN est déjà répliqué et les chromosomes sont dupliqués, contenant deux chromatides sœurs. La mitose peut être divisée en prophase, prométaphase, métaphase, anaphase et télophase. Chaque phase a ses caractéristiques distinctes et le résultat final est même la ségrégation d'un ensemble de chromosomes en cellules filles. La mitose est une phase du cycle cellulaire, avant et après la mitose, le cycle cellulaire contient la phase G2 et les phases G1, S.

Méiose
La méiose est le processus par lequel les gamètes sont produits. La cellule réplique une fois l'ADN et initie deux divisions cellulaires, ce qui donne 4 gamètes 1N. Au cours de la première division, les chromosomes homologues s'apparient et échangent du matériel génétique, les chromatides sœurs restent ensemble et migrent vers le même pôle. Au cours de la deuxième division, les chromatides sœurs se séparent et génèrent 1N gamètes.

Loi de ségrégation
Mendel a découvert que lors de la formation des gamètes, les deux allèles d'un gène se séparent indépendamment sans se mélanger. C'est la première loi de Mendel, la loi de ségrégation.

Loi de l'assortiment indépendant
La deuxième loi de Mendel est la loi de l'assortiment indépendant. Au cours de la formation des gamètes, les gènes de différents chromosomes s'assortissent indépendamment et se combinent de manière aléatoire.

Liaison et recombinaison
Il existe des exceptions pour les lois de Mendel. Plus précisément, les gènes peuvent être liés les uns aux autres s'ils résident sur la zone voisine d'un chromosome. Lorsque ces gènes se séparent, ils présentent une liaison et une recombinaison, c'est-à-dire que dans certains cas, ils se séparent ensemble alors que dans d'autres cas, ils ne le font pas. La chance par laquelle ils se séparent s'appelle le taux de recombinaison.

  • Carte conceptuelle décrivant la mitose, la méiose et l'hérédité.
  • L'organigramme montre les étapes de la mitose et de la méiose.
  • Analyse schématique des problèmes génétiques et des compétences en résolution de problèmes.
  • Diagramme coloré pour montrer la liaison et la recombinaison.
  • Concept
  • Loi de ségrégation
  • Loi de l'assortiment indépendant
  • Liaison et recombinaison

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Progéniture de parents avec un nombre différent de chromosomes - Biologie

Que deux espèces puissent se croiser ou non dépend de nombreux facteurs. Il s'avère que le nombre de chromosomes n'est pas le plus critique. En théorie, le nombre de chromosomes des deux parents ne devrait pas vraiment avoir d'importance, si vous regardez simplement la capacité de produire une progéniture. Cependant, si les deux parents ont des nombres de chromosomes différents, toute progéniture résultante sera très probablement stérile.

L'exemple classique en est le mulet, qui est le produit d'un cheval femelle (64 chromosomes) accouplé avec un âne mâle (62 chromosomes). Pendant la méiose, le cheval produit des gamètes avec 32 chromosomes et l'âne produit des gamètes avec 31 chromosomes. Lorsque les gamètes se combinent, le résultat est une mule avec 63 chromosomes. Alors que les chevaux et les ânes sont clairement différents, ils sont, d'un point de vue génétique, assez similaires. C'est-à-dire qu'ils portent fondamentalement le même ensemble de gènes (mais avec quelques variations subtiles dans ces gènes qui expliquent les différences physiques entre eux). La différence la plus importante est que ces gènes sont organisés sur différents nombres de chromosomes. Pour la mule en développement, ce n'est pas un problème. Les 32 chromosomes de la mère combinés aux 31 chromosomes du père représentent chacun un ensemble haploïde complet d'informations génétiques et se combinent pour former un ensemble diploïde complet d'informations génétiques. Pour que les cellules de la mule s'entendent bien avec leur vie, cela suffit, peu importe la disposition des chromosomes. Le problème est avec la méiose, lorsque cette information génétique est remaniée et divisée pour former des gamètes. Sans entrer dans une leçon détaillée sur la méiose, je dirai simplement qu'avoir un ensemble d'informations organisé en 31 chromosomes et un autre ensemble organisé en 32 chromosomes crée des problèmes lorsqu'il s'agit de fabriquer des gamètes. En bref, le problème survient lorsqu'un chromosome finit par s'apparier partiellement avec deux ou plusieurs autres chromosomes.

Il existe de nombreux exemples d'animaux hybrides issus de parents avec des nombres de chromosomes différents. Alors pourquoi deux animaux ne peuvent-ils pas s'hybrider ? Il existe de nombreux obstacles à l'hybridation, et ceux-ci sont généralement classés comme prézygotiques et postzygotiques.

Les barrières prézygotiques empêchent le zygote de se former. Cela pourrait être dû au fait que les deux espèces occupent des habitats différents, elles ne se rencontrent donc jamais. C'est peut-être parce qu'ils s'accouplent à différents moments de l'année. C'est peut-être parce qu'ils ne se reconnaissent pas comme partenaires potentiels, en raison de différents rituels d'accouplement. Ces barrières peuvent être surmontées par l'intervention de l'homme, peut-être en introduisant les deux espèces dans un zoo, ou par l'insémination artificielle. Une autre barrière prézygotique résulte d'un manque de reconnaissance biochimique entre l'ovule et le sperme. Dans ce cas, même si les deux espèces se rencontrent et s'accouplent, il n'y a pas de fusion entre l'ovule et le sperme, donc aucun zygote ne se forme, même si les gamètes sont mélangés dans un tube à essai. Cela peut parfois être surmonté en dépouillant l'ovule de son revêtement protecteur ou en injectant le sperme directement dans l'ovule.

Les barrières postzygotiques font référence à des problèmes qui surviennent après la formation du zygote et sont le résultat d'une sorte d'incompatibilité génétique qui affecte le développement de l'embryon. Dans certains cas, l'embryon ne se développe pas, dans d'autres cas, une progéniture peut être produite, mais elle est de courte durée ou autrement compromise. Les interactions génétiques dans ces cas sont probablement extrêmement compliquées et varient d'un cas à l'autre. Je ne connais aucun exemple où la base de l'incompatibilité génétique a été étudiée dans une certaine mesure.


Progéniture de parents avec un nombre différent de chromosomes - Biologie

Principes de la génétique des abeilles

Adapté d'un atelier présenté par Tom Glenn lors de la réunion de l'EAS,

Université Cornell Août 2002

Ce qui est merveilleux avec la génétique, c'est que nous constatons que toute vie sur terre fonctionne plus ou moins selon les mêmes règles. En comprenant certains principes de base, nous pouvons comprendre le fonctionnement d'une grande variété d'organismes, des bactéries aux éléphants. Maintenant que les génomes de diverses plantes et animaux commencent à être décodés, nous réalisons à quel point nous sommes tous étroitement liés. Vous avez probablement tous entendu dire que les gens partagent 99% de leurs gènes avec les chimpanzés. Mais saviez-vous que nous partageons également 25% de nos gènes avec les bananes. Pourtant, chaque espèce est évidemment unique et les abeilles ont leur part de bizarreries génétiques. C'est la bizarrerie qui fait d'eux ce qu'ils sont.

Le seul facteur qui fait probablement des abeilles ce qu'elles sont est le fait que les faux-bourdons naissent d'œufs non fécondés. À première vue, il ne semble pas que cela devrait être si grave, mais nous verrons que c'est vraiment le cas.

Les chromosomes sont les structures qui contiennent les gènes d'un organisme. Les abeilles ont environ 15 000 gènes. La plupart des animaux ont normalement deux jeux de chromosomes. Un ensemble vient de la mère et un du père. On les appelle diploïdes. Di signifie deux et ploïde signifie chromosome. Chez l'homme, nous avons 46 chromosomes, nous obtenons 23 de l'ovule de notre mère et 23 du sperme de notre père. Les abeilles ont un nombre différent de chromosomes. Les femelles, les ouvrières et les reines en ont 32, 16 sont apportées par les œufs de la reine et 16 proviennent du sperme des faux-bourdons. Étant donné que les drones éclosent à partir d'œufs non fécondés, ils n'ont que les 16 chromosomes qui se trouvaient dans l'œuf. Les drones sont haploïdes car ils n'ont qu'un seul jeu de chromosomes.

Vous remarquerez que l'œuf ne peut porter que la moitié des 32 chromosomes de la reine, elle ne peut donc transmettre que la moitié de ses gènes à sa progéniture. Chaque œuf contient une collection unique de ses gènes, donc chaque œuf est différent. Les drones, quant à eux, n'ont au départ que 16 chromosomes, donc chaque spermatozoïde doit contenir tous les gènes du drone. Cela signifie que chaque spermatozoïde d'un drone est exactement identique, ce sont des clones. Ceci est différent de la plupart des autres animaux, où chaque spermatozoïde est unique, tout comme chaque ovule.

L'autre chose étrange à propos des abeilles est leur habitude de s'accoupler plusieurs fois. La reine est assez promiscuité et s'accouple avec 10 à 20 drones, généralement en 1 ou 2 vols d'accouplement au cours de quelques jours. Le sperme est stocké pendant des années dans un organe appelé spermathèque. En fait, le sperme d'un drone est plus que suffisant pour remplir la spermathèque. Donc, apparemment, la reine fait tout son possible et risque de s'accoupler avec autant de faux-bourdons, juste pour rassembler une diversité génétique supplémentaire pour sa colonie. On pense que cette diversité supplémentaire contribue à fournir une résistance génétique aux maladies. De plus, étant donné que les abeilles ont tendance à se spécialiser dans l'exécution de certaines tâches dans la ruche, en ayant une plus grande diversité de pères, la colonie peut fonctionner plus efficacement.

L'effet de cet accouplement multiple est que la colonie est composée de différentes sous-familles. Chaque sous-famille a la même mère mais des pères différents. N'oubliez pas que tous les spermatozoïdes de chaque drone sont un clone identique. Cela signifie que les ouvrières héritent de 50 % des gènes des reines, mais de 100 % des gènes des faux-bourdons. Les ouvrières qui appartiennent à la même sous-famille sont apparentées à 75%, elles sont appelées supersœurs.

Chez presque tous les autres animaux, les parents et la progéniture ou les frères et sœurs ne sont apparentés qu'à 50 %, à l'exception des vrais jumeaux. C'est peut-être le facteur clé pour lequel, chez les abeilles et autres insectes sociaux, les ouvrières ont renoncé à se reproduire, au profit d'aider leur reine à élever davantage de leurs sœurs. Si une travailleuse avait sa propre progéniture, elle ne serait liée à elle-même qu'à 50 %. Mais en aidant la reine à élever ses super-sœurs, elles sont apparentées à 75 %. Il existe un principe en biologie selon lequel un organisme aura tendance à faire tout ce qui est le plus efficace pour obtenir plus de ses gènes dans la génération suivante. Ainsi, le simple fait que les drones éclosent à partir d'œufs non fécondés, et donc que ses spermatozoïdes soient tous identiques, explique en grande partie le comportement social des abeilles.

Vous pouvez voir que les accouplements multiples créent une famille extrêmement complexe. Dans cette image, les différentes couleurs représentent différents gènes. Je ne m'attends pas à ce que quelqu'un règle tout cela, je voulais juste donner une idée de la complexité impliquée. Dans les diapositives à venir, nous simplifierons les choses en montrant la reine s'accouplant avec un seul drone. Cela arrive probablement rarement dans la nature, mais nous pouvons le faire avec l'insémination artificielle.

Nous savons tous que les femelles proviennent d'œufs fécondés et les mâles d'œufs non fécondés, n'est-ce pas ? Maintenant, je vais jeter une clé à molette là-dedans et parler des allèles sexuels. Allèle est juste un mot qui signifie une version d'un gène. Par exemple, les gènes des yeux bleus et des yeux marrons sont des allèles du gène de la couleur des yeux.

Il s'avère qu'il existe un gène qui contrôle le sexe des abeilles, appelé allèle sexuel. Il y a une règle simple selon laquelle il fonctionne. S'il y a deux allèles différents présents, l'abeille se développera en une femelle, soit une ouvrière, soit une reine. S'il n'y a qu'un seul allèle présent, l'abeille se développera en un faux-bourdon. Il existe deux façons dont un seul allèle peut être présent. L'œuf peut être non fécondé, de sorte qu'il ne contient qu'un seul allèle, auquel cas il se développe en un faux-bourdon normal. Mais il existe un autre moyen pour qu'un seul allèle soit présent. C'est si un ovule est fécondé, mais que la mère et le père contribuent tous deux au même allèle sexuel. Cet œuf fécondé deviendra également un faux-bourdon. Mais ce drone sera anormal car il est diploïde, il contient deux jeux de chromosomes et ne peut pas fonctionner comme un drone normal. Ces drones diploïdes sont toujours détruits par les ouvrières, qui les mangent dès leur éclosion.

L'effet de ceci est qu'il y a des trous dans le modèle de couvain lorsque la larve est consommée, et le modèle est ce qu'on appelle le couvain. Les pires effets sont observés dans la consanguinité. Un accouplement frère sœur ne produira que 50 % de couvain viable.

On pense qu'il existe environ 19 allèles sexuels différents. Il y en a probablement plus, mais c'est le maximum qui a été calculé pour une population étudiée. C'est un exemple très clair de la raison pour laquelle il est si important de conserver la diversité génétique. Plus nous avons d'allèles sexuels dans notre population d'abeilles, plus les modèles de couvain seront solides et il y aura plus d'abeilles dans la ruche pour récolter du miel. Une analogie serait un jeu de dés. Chaque fois que votre rôle double, vous perdez. Si vous aviez des dés à 20 faces au lieu de 6 faces, il y aurait beaucoup moins de chances de jouer des doubles. C'est pourquoi il est conseillé d'apporter occasionnellement du sang neuf aux abeilles.

Le comportement hygiénique est probablement la réalisation la plus réussie dans l'élevage des abeilles. Il a été très bien étudié et s'est avéré efficace contre le couvain noir, la loque américaine et le varroa.

Le comportement hygiénique est contrôlé par deux gènes récessifs. Un gène permet à l'ouvrière de détecter et de décapsuler une cellule qui contient du couvain malade. L'autre gène oblige les ouvrières à retirer le couvain et à le jeter. Il est possible qu'une ruche contienne l'un de ces gènes et pas l'autre, auquel cas la ruche ne sera pas hygiénique. Il est également possible que différentes abeilles aient un gène, mais pas l'autre.

Pour qu'un trait récessif soit exprimé, un travailleur doit être homozygote pour le gène. Homozygote signifie qu'il obtient le même allèle de la mère et du père. Hétérozygote signifie que l'abeille a l'un des allèles et est donc porteuse, mais le trait n'est pas exprimé.

Dans cet exemple, nous commençons avec une reine homozygote pour les caractéristiques hygiéniques et l'accouplons à des faux-bourdons non hygiéniques. Les descendants n'exprimeront pas le trait hygiénique, mais ils seront hétérozygotes et donc porteurs du trait. Il est important de se rappeler que lorsque vous avez affaire à des traits récessifs, cela n'apparaîtra pas dans la première génération ou la F1. Mais si vous avez de la patience et que vous poursuivez le programme, vous réussirez à transmettre le trait aux générations suivantes.

Après quelques générations de sélection et d'élevage à partir des colonies qui expriment le trait, celui-ci peut se fixer dans la population. Ensuite, toutes les abeilles de cette population exprimeront le trait. Nous en sommes arrivés là avec l'insémination artificielle et les populations fermées.

La résistance aux acariens trachéaux s'est récemment avérée être un comportement de toilettage. Les abeilles utilisent leurs pattes médianes pour toiletter les acariens loin de leur ouverture trachéale. Il a également été constaté que le trait est contrôlé par des gènes dominants. Il n'a pas été déterminé s'il y a plus d'un gène impliqué. Dans cet exemple, nous supposerons qu'il n'y a qu'un seul gène qui le contrôle. Ici, nous dirons que nous partons d'un seul drone porteur du gène résistant.

Les traits dominants sont plus faciles à établir dans votre population car la première génération exprimera le trait. Le trait sera exprimé également par les abeilles qui portent le gène du trait sur l'un ou les deux de leurs chromosomes. Vous préféreriez vous reproduire uniquement à partir de reines homozygotes pour le trait. Mais il n'y a pas de moyen facile de distinguer les homozygotes des hétérozygotes. Pour cette raison, il est en fait plus difficile de fixer un gène dominant dans la population que ce ne l'est pour un trait récessif.

La reproduction des acariens supprimée SMR, (maintenant renommé VSH, hygiène sensible au varroa) est le dernier trait avec lequel nous devons travailler. Il est très prometteur pour résoudre le problème du varroa, mais il est trop tôt pour dire exactement comment et pourquoi cela fonctionne. Il y a quelque chose dans les abeilles qui portent le trait qui empêche les acariens varroa de se reproduire normalement. Certains acariens ne pondent pas d'œufs. D'autres pondent des œufs trop tard dans le cycle pour arriver à maturité. Et certains ne pondront qu'un œuf mâle. D'autres acariens se coincent entre le cocon de la larve d'abeille et la paroi cellulaire et meurent avant de pouvoir pondre des œufs. Que tous ces effets soient un trait ou plusieurs est encore inconnu. De plus, nous ne savons pas combien de gènes sont impliqués. Heureusement, il n'est pas nécessaire de connaître tous ces détails pour sélectionner et utiliser le trait.

Le Dr Harbo et le Dr Harris ont sélectionné des abeilles pour ce trait au point que peu ou pas d'acariens se reproduisent normalement. En croisant ces abeilles consanguines avec des abeilles non SMR/VSH, ils ont constaté que les effets étaient intermédiaires entre les deux types. Cela indique que le trait n'est contrôlé ni par des gènes dominants ni par des gènes récessifs, mais c'est ce qu'on appelle additif. Cela signifie simplement que plus ces gènes sont présents, plus le trait est exprimé. Au fil du temps, alors que de plus en plus de drones commencent à porter le trait, nous essayons de déterminer quel est le niveau optimal de
SMR/VSH est.

L'ADN mitochondrial est utilisé pour suivre la lignée maternelle des abeilles, ou toute autre forme de vie. Les mitochondries sont de petits organites que l'on trouve dans chaque cellule vivante. On les appelle les moteurs de la vie car ce sont eux qui rendent la respiration possible. Ils libèrent de l'énergie en brûlant du sucre avec de l'oxygène. C'est une petite créature très intéressante dans la mesure où on pense qu'elle était autrefois une bactérie vivante libre. Mais il y a très longtemps, il s'est incorporé à d'autres cellules vivantes et est depuis lors dans une relation symbiotique.

La chose importante à savoir sur les mitochondries est qu'elles se reproduisent séparément du reste de la cellule. Lorsque les cellules se divisent, les mitochondries se divisent en même temps. Ils contiennent une petite quantité d'ADN, mais cet ADN reste séparé du noyau. Les mitochondries sont présentes dans les œufs lors de leur formation. Mais lorsque le spermatozoïde s'unit au noyau lors de la fécondation pour créer une nouvelle combinaison génétique, les mitochondries restent inchangées. Ils se transmettent donc de génération en génération à travers les œufs sans que leur ADN ne soit jamais affecté par les mâles. They are passed on only through their mothers, and the DNA in them change only very slowly by occasional mutations. These changes do accumulate so scientists can tell the difference between the mitochondrial DNA of one type of bee from another. This is how African bees are distinguished from European bees.

Adapted from a workshop presented by Tom Glenn at the EAS meeting,Cornell University August 2002


HYBRIDIZATION

The organism produced as a result interbreeding between two animals or plants of same taxa or different taxa is called hybrid. The process of hybrid formation is called hybridization. There are three types or hybrids:

(a) Inter specific hybrids: Hybrids between different species within the same genus are called inter specific hybrids or crosses.

(b). Intra-specific hybrids: Hybrids between different sub-species within a species are called intra-specific hybrids.

(c) Intergeneric hybrids: Hybrids between different genera are called intergeneric hybrids.

Plant hybrids are often stronger than either parent variety. This phenomenon is known as hybrid rigour (heterosis) or heterozygote advantage. Plant breeders make use of a number of techniques to produce hybrids.

Interspecific hybrids are bred by mating two species, normally from within the same genus. The offspring display’ traits and characteristics of both parents. The offspring of an interspecific cross may be sterile. Sterility is caused is some species due to different number of chromosomes the two species have. Plant species hybridize a lot more readily than animal species and they are generally fertile. Plant hybrids are often created to get different characteristics from both parents. It improves production of seeds or fruit. Hybrid plants are plants that are created manually, so they can have useful characteristics. Some plant hybrids are:

(a) Leyland Cypress, a hybrid between Monterey Cypress and Nootka Cypress.

(b) Limequat, lime and kumquat hybrid.

(c) Loganberry, a hybrid between raspberry and blackberry.

(d) London Plane, a hybrid between Oriental plane and American plane (American sycamore).

(e) Peppermint, a hybrid between spearmint and water mint.

(f) Tangelo, a hybrid of a Mandarin orange and a pomelo or a grapefruit which may have been developed in Asia about 3,500 years ago.

(g) Triticale, a wheat-rye hybrid.

(h) Wheat most modern and ancient wheat breeds are themselves hybrids.

Hybridization creates multiple variations across genes or gene combinations. Successful hybrids could evolve into new species within 50-60 generations. This leads some scientists to speculate that life is a genetic continuum rather than a series of self-contained species.

In botanical nomenclature, a hybrid may be given a hybrid name. it is a special kind of botanical name. Les ICBN provides the following options in dealing with a hybrid:

I. A hybrid may get a normal botanical name this will usually be the option of choice for naturally occurring hybrids.

  1. A hybrid may also be indicated by a formula listing the parents. Such a formula uses the multiplication sign “x” to link the parents.
  2. A hybrid name is reserved for horticulturally arising hybrids and artificial and/or forced hybrids. A hybrid name is indicated by a multiplication sign “x” placed before the name or epithet, as the case may be.

A hybrid name is a botanical name, and is treated like other botanical

noms. The multiplication sign is not part of the actual name. This means that, say. Dravero s unglica for nomenclatural purposes is to be treated as Dracera ang/ica.


Cellules

You are made up of about a trillion cells. Each cell has organelles inside them. A very important organelle is the nucleus. Inside the nucleus are your chromosomes. Your chromosomes direct protein synthesis, which determine how the cells interact with each other, and how you as an individual function.

Organelles

The ribosomes manufacture proteins. The mitochondria convert and store energy so the cell can use it. There are many others, but these are the most important to understanding human variation.

Nucleus

The nucleus contains the DNA, and is metaphorically like the brain of the cell.

Chromosomes

There are 23 pairs of chromosomes inside the nucleus of most human cells for most of the time. You have a pair, because as Mendel discovered, you get one from your dad and one from your mom. There are two kinds of chromosomes, autosomes and sex chromosomes. The 22 pairs of autosomes are named for auto which means "self" they're the chromosomes that stay with yourself. They are numbered from biggest to smallest. The last pair, the sex chromosomes, are named because they tend to determine the sex of an individual. The number of chromosomes doesn't make much difference. For an analogy, think of hard drive that can be formatted into different sectors.

A genome is an entire set of genes.

Different species have different number of chromosomes. Humans have 23 pairs, other apes have 24 pairs, hermit crabs have 127 pairs. Compare humans to a table of different species according to their number of chromosomes

Mitochondries

Mitochondria are the power plants of the cell, and they have their own separate DNA. The history of how mitochondria came to be is fascinating. We think they used to be independent living creatures swimming around, until 2 billion years ago, an ancestor of eukaryotic cells swallowed one, but instead of digesting it, that mitochondrion survived and began a symbiotic relationship with the host cell, reproducing inside the host's cytoplasm and being passed on to the next generation as the cell divided.

MtDNA

Mitochondrial DNA (mtDNA) can be used for genealogy and for dating the migrations of pre-historic populations.

Mitochondria are like cells within cells. Because, our cell's DNA is in the nucleus, and the mitochondrion in the cytoplasm, the mitochondrial DNA (mtDNA) was separated from the nuclear DNA of the host cell during reproduction. When sexual reproduction began, the eggs were bigger and they were almost always the source of mitochondria for the zygote. This means that you get your mtDNA from your mom, and it is inherited through matrilineal descent. Your mtDNA come:

from your great-great-great-great-great-great grandmother,

to your great-great-great-great-great grandmother,

to your great-great-great-great grandmother,

to your great-great-great grandmøther,

to your great-great grandmøther,

And because of matrilineal descent, if your great-great-great grandmother had a mutation (o&rarrø) in the mtDNA of an egg, that mutation would be passed down to all of the descendants of that egg, and you would share the mutation with your mom, and your siblings, all those aunts and uncles, and fourth cousins on your great-great-great grandmother's side. The mutations in mtDNA accumulate and become markers to show ancestry, as well as demonstrate the evolutionary forces of migration and genetic drift. Because mitochondria are so simple, they have almost no functional variation &ndash they either work or they don't &ndash and without variation, natural selection doesn't happen. When you control for natural selection, the rate of neutral mutations of mtDNA becomes like a constant (one or two mutations every half-a-dozen millennia), and you can count how many different mutations two individuals have, and approximate how many generations ago they had a common ancestor. And by comparing large samples of indigenous populations, you can approximate where the mutation took place. We can correlate the genetic "when" and "where" with archaeological and historical data to test fascinating hypotheses of how humans moved across the globe.

National Geographic's Genographic Project

Skim Wikipedia: Mitochondria

Cell Division

Explore Sex cells have one set of chromosomes body cells have two.

Mitose

Mitosis is the production of body cells for growth and healing. In mitosis, cells copy their chromosome and copy themselves, so that each daughter cell has the same number of chromosomes as the parent cell. Variations in the body cells can continue to be copied through mitosis (par exemple. cancer), but the variations will not be passed down to the next generation.

Watch an 8 second Mitosis Movie (Try manually moving the cursor to see it slowly)

Méiose

Meiosis is the production of gametes for sexual reproduction. In meiosis, cells copy themselves twice, but only copy their chromosomes once, so each of the viable daughter cells ends up with half the number of chromosomes as the parent cell. Individuals get the full number of chromosomes when two gametes combine during fertilization. Variations in gametes will be passed on the next generation. This is why when you get an x-ray, they put a lead blanket over your gametes &ndash to block the radiation, and decrease birth defects.

Watch a quick Meiosis Movie

Oogenèse

Oogenesis makes ova or eggs.

Spermatogenèse

Spermatogenesis makes sperm.

Recombinaison

Meiosis is important because it increases variation by recombining your parents' genetic information.

Your genetic information comes in a small number of little packets, called chromosomes, and they were passed down from grandparent to parent to child. They come in pairs. One from one parent, one from the other. Meiosis splits the pairs, and shuffles them randomly so for example you might get one of your 3rd chromosomes from your paternal grandmother and one of your 4th chromosomes from your maternal grandfather.

My genome approximates my ancestry. If you know what to look for you can see which chromosomes came from my Mom and which from my Dad. My maternal grandparents were mostly descended from Britain and Ireland, and show up as light and dark blue on this chart. My paternal grandparents were mostly descended from Ashkenazim and show up as dark green. So for the first chromosome pair, the top one came from Dad and the bottom one from Mom. For chromosome pair 22, the top one is from Mom and the bottom one from Dad. For the sex chromosomes I got the Y from my Dad, and the single X from my Mom.

If I had my grandparents DNA, I could figure out whether the X chromosome that I got from my Mom, came from my maternal grandmother or my maternal grandfather. I definitely know that my Y chromosome came from my paternal grandfather. Each of my 46 chromosomes came from some great, great, great, . grand-parent up in my family tree.

Crossing Over

Notice that that most of the chromosomes above aren't solid colors. The interspersed segments come from traverser. During meiosis the homologous chromosomes are brought very close to each other. Because they are the same chromosome and have the same genes, pieces of one chromosome can "cross-over" to the one next to it.

Recombination includes the shuffling of chromosomes that you're getting from each parent, and a specific kind of recombination, called traverser, where the chromosomes themselves can change, and genes can cross over from one grandparent's chromosome to another's. The discrete packages of chromosomes don't stay the same every generation, they open up and traits move from one to another.

Non-disjunction

While meiosis sorts and delivers the packets of genetic information we call chromosomes, one part of the process where variation can occur is that meiosis can deliver an supplémentaire packet, and we call this non-disjonction.

During meiosis the homologous chromosomes are brought together, and then pulled apart, but sometimes they aren't pulled apart hard enough and they stick to each other, and both chromosomes are pulled into one gamete, and the other gamete gets none. This is called non-disjunction the junction between homologous chromosomes that is usually broken during meiosis is not. Having the wrong number of chromosomes is usually lethal, and the fertilized egg just doesn't reproduce, and you just don't get pregnant that month. Many people survive and do fine with more or fewer than 46 chromosomes. Chromosomes are numbered by size, so non-disjunction with higher numbered chromosomes tends to be less lethal. Down syndrome is also called Trisomy 21, having three of the somatic chromosome number 21.


How can children from the same parents look so different?

Nature is absolutely amazing when it comes to reproduction. There is a system specifically designed to make children different.

A person has a set of chromosomes. Each chromosome contains two halves that join in the middle so they look like an "X." All that a chromosome is, by the way, is two very tightly coiled strands of ADN (deoxyribonucleic acid).

Les two halves of each chromosome come from the two parents. One half of the "X" in each chromosome comes from the mother, and the other half comes from the father. The two halves are bonded together at the middle of the "X." Each half of the "X" contains a complete set of gènes, so each chromosome has deux copies of every gene -- the "dominant" gene of the two is the one that is expressed.

A sperm and an egg meet to create a new person. The sperm carries one half of the new person's ultimate chromosomes, and the egg contains the other half.

The question then comes down to, "Where does the DNA in the sperm and the egg come from?" Every cell in the father contains a complete set of X-shaped chromosomes that are exactly alike. Same for the mother. The father's chromosomes came from his mother and father, and the mother's from her mother and father. To make a sperm cell, only one half of the X is contributed. But which half? This is where nature does the especially amazing part. When forming sperm cells, the father's body au hasard chooses genes from the two halves of the father's chromosomes. This means that every sperm cell contains a random mix of the father's parents' genes. The same thing happens when forming eggs. Therefore, each child that a couple produces is a random mix of the four grandparents' genes.


Colorblindness &ndash unable to distinguish certain colors

Muscular Dystrophy

  • characterized by the wasting away of muscles
  • life expectancy:

  • also known as "bleeder's disease", blood does not clot properly
  • disease was present in the royal family, starting with Queen Victoria

Fragile X Syndrome

  • caused by triplet repeats in a gene on the X chromosome
  • causes mental retardation
  • named because the X chromosome had an odd appearance - the tip seemed to be attached only by a small thread
  • the number of repeats of the gene determines the severity of the disease

1. What is the chance that a woman with hemophilia will have a child with hemophilia? (What sex would the child need to be?)

2. In a cross where a brown-haired female is crossed with a black-haired male, all the male offspring have brown hair and all the female offspring have black hair. What must be the genotypes of the parents? Which allele is dominant?

3. In drosophila (fruit fly), the allele for eye color is located on the X chromosome, where red eyes is dominant to white eyes. Show the cross of a heterozygous red-eyed female and a white eyed male.

4. A man who is colorblind marries a woman whose father is colorblind. What is the chance that they will have colorblind children?

5. Determine the genotypes for this royal pedigree showing the incidence of hemophilia:


Voir la vidéo: Why Ferns Have More Chromosomes Than You (Mai 2022).


Commentaires:

  1. Gruddieu

    Facile à lire

  2. Abd Al Qadir

    Je me suis spécialement inscrit sur le forum pour vous remercier des conseils. Comment puis-je te remercier?

  3. Brayden

    Tout à fait juste! Il me semble que c'est une très bonne idée. Complètement avec vous, je serai d'accord.

  4. Sedgeley

    La phrase est supprimée



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