Le matériel génétique

Les chromosomes

Chaque cellule de l'organisme contient une information génétique identique. Cette information est contenue dans les chromosomes situés dans son noyau. Les chromosomes sont eux-mêmes constitués d'ADN (Acide DésoxiriboNucléique) très compact.

Dans les cellules somatiques

Schéma d'une paire de chromosomes homologues © IFCE

caryotype schématisé d'un cheval — Caryotype schématisé d'un cheval, soit 32 paires de chromosomes © IFCE

Dans les cellules somatiques, c’est-à-dire toutes les cellules de l’organisme sauf les gamètes (cellules sexuelles = spermatozoïdes et ovules), chaque chromosome est présent en deux exemplaires, ce qui forme une paire de chromosomes homologues (2n).

Lors de certaines phases de multiplication des cellules, les chromosomes ont une forme de « X », sous laquelle ils sont souvent représentés. Chaque chromosome est alors constitué de deux chromatides identiques.

Le nombre de chromosomes est constant pour une espèce. Par exemple, les chevaux ont 64 chromosomes, soit 32 paires, tandis que les ânes en ont 62, soit 31 paires. L’Homme a quant à lui 23 paires de chromosomes.

Les technologies fines permettent d’obtenir une « photographie » des chromosomes dans le noyau. On utilise alors ces images pour représenter l’ensemble des chromosomes de la cellule, en les regroupant par paires numérotées, afin de mieux les visualiser. Cela s’appelle un caryotype.

Parmi les chromosomes, une paire se distingue des autres : ce sont les chromosomes sexuels. Ce sont eux qui définissent le sexe de l’individu :

XX pour les femelles
XY pour les mâles

Les autres chromosomes sont appelés autosomes (chromosomes non sexuels).

Dans les cellules sexuelles

Les gamètes (cellules sexuelles) ne renferment qu’un chromosome (n) de chaque paire de chromosomes homologues. Lorsque deux gamètes s’associent (à la fécondation), une nouvelle cellule est formée, contenant 2 exemplaires de chaque chromosome.

Sur chaque chromosome d’une paire, on retrouve les mêmes gènes, mais pas nécessairement les mêmes allèles pour chaque gène.

Les gènes

gène et allèles sur une paire de chromosomes homologues — 2 allèles pour un même gène sur une paire de chromosomes homologues © IFCE

Chaque gène est responsable d’une fonction particulière de la cellule. Il se trouve à un emplacement donné sur un chromosome précis.

Pour chaque gène, il existe plusieurs allèles, c’est-à-dire plusieurs versions possibles de ce gène. Chaque allèle a un effet différent sur le phénotype, qui est l’expression visible du gène chez l’individu.

Chaque individu possède deux allèles pour chaque gène (un sur chaque chromosome d’une paire). Ces allèles peuvent être :

Identiques : l’individu est alors dit homozygote pour ce gène.
Différents : l’individu est alors dit hétérozygote pour ce gène.

L’ensemble des allèles d’un individu, qu’ils s’expriment ou non, forment son génotype. Par extension, on parle aussi de génotype pour une partie donnée de l’information génétique d’un individu (exemple : « le génotype d’un individu pour les gènes de dilution »).

Plusieurs gènes peuvent intervenir sur une même caractéristique. C’est par exemple le cas pour la détermination de la couleur de la robe, qui est définie par l’action combinée de plusieurs gènes.

Tous les gènes n’ont pas d’effet visible sur le phénotype de chaque cheval, bien qu’ils soient présents. C’est l’allèle que le cheval porte qui déterminera si le gène aura un impact visible sur le phénotype.

Un allèle peut être...

... dominant

Si le cheval possède 1 ou 2 allèle(s) dominant(s) pour un gène, ce gène s’exprimera de la même manière et son effet sera visible sur le phénotype du cheval.

Exemple du gène de la robe Grise : l'individu possédant les allèles G_G/G_g ou G_G/G_G aura la robe grise car il possède au moins l'allèle dominant G.

... partiellement dominant ou co-dominant

Si le cheval possède 1 allèle partiellement dominant pour un gène, son effet sera visible sur le phénotype du cheval. S’il possède 2 exemplaires de l’allèle co-dominant, l’effet sera visible sur le phénotype du cheval, et plus important que lorsqu’il n’en possède qu’un exemplaire.

Exemple du gène de la robe Crème : l'individu possédant les allèles C_CR/C_cr aura une dilution partielle de sa robe (Palomino, Isabelle) intermédiaire entre une robe Alezan ou Bai sans dilution (C_cr/C_cr) par rapport à une robe totalement diluée comme le Cremello ou le Berlino (C_CR/C_CR).

... récessif

Un allèle récessif ne s’exprimera au niveau du phénotype que s’il est présent en 2 exemplaires dans le génotype du cheval. Si le cheval n’en possède qu’un exemplaire, la présence de cet allèle ne sera pas discernable au niveau du phénotype.

Exemple de la robe Alezan : l'individu alezan possède obligatoirement les 2 allèles homozygotes récessifs du gène Extension E_e/E_e. S'il était E_E/E_e, il serait forcément bai ou noir.

Les gènes sont des séquences d'ADN, constituant de base du matériel génétique.

L'ADN

L’ADN (pour Acide DésoxyriboNucléique) est le constituant de base du matériel génétique.

Chez les animaux, toutes les cellules de l’organisme renferment le même ADN, c’est-à-dire le même matériel génétique, localisé au sein du noyau.

L’ADN est constitué de nucléotides. Chaque nucléotide se compose :

D’un acide phosphorique H₃PO₄
D’un désoxyribose (sucre en C5, contenant 5 atomes de carbone)
Et d’une base azotée (protéine) parmi les 4 possibles :
- L’adénine, notée A
- La thymine, notée T
- La guanine, notée G
- La cytosine, notée C

L’ADN se compose de deux chaînes de nucléotides, formant ainsi une double hélice. Cet appariement est possible grâce à la complémentarité des bases azotées. En effet, elles sont complémentaires deux-à-deux et peuvent donc uniquement s’apparier :

A avec T
G avec C

L’ADN est une succession de nucléotides (protéines). Certaines séquences spécifiques constituent des gènes, d’autres des microsatellites, d’autres ont des fonctions spécifiques dans la traduction de l’ADN…