UV10 : Génétique, Espèce et Evolution
Génétique
Rappels : Cycles de développement, mitose, méiose
1. Le matériel génétique
2. Transmission des caractères héréditaires chez les haplobiontiques et les diplobiontiques)
3. Chromosomes et hérédité
4. Structure fine et définition du gène
5. Contrôle génétique de la structure primaire des protéines
6. Biosynthèse des protéines et code génétique
7. Phénomènes de régulation
8. Transferts de gènes (mécanisme de parasexualité chez bactérie, manipulations génétiques, transposition).
Espèce et Evolution
1. L'espèce et la spéciation
2. Les preuves de l'évolution
3. La marche de l'évolution (les étapes de l'adaptation des animaux à leur milieu, chez les vertébrés, radiation adaptative).
Horaire hebdomadaire :
Cours : 3 h.
TP - TD : 2 H.
DETAILS
Unité de Valeur de Génétique (UV 10 obligatoire)
COURS
Première partie : Génétique formelle
I. Hérédité chromosomique
A. Généralités
1. Les principaux cycles de reproduction sexuée
2. Le test X²
3. Caractéristiques d'une hérédité chromosomique (à opposer à celles d'une hérédité extra-chromosomique)
B. Hérédité chromosomique chez les organismes haplobiontiques
1. Transmission d'une paire d'allèles à travers la reproduction sexuée
1.1. Ségrégation allélique
1.2. Moments de ségrégation allélique : préréduction et postréduction
1.3. Distance centromère - locus
2. Transmission simultanée de 2 ou plusieurs paires d'allèles :
2.1 Indépendance génétique
2.2 Liaison génétique et cartes génétiques
3 Notion d'interférence
C. Hérédité chromosomique dans la phase diploïde d'un organisme diplobiontique / haplodiplobiontique
1. Vocabulaire propre à la génétique des caractères observables à la phase diploïde d'un organisme (définition des concepts : dominance / récessivité, codominance, lignée pure, homozygotie, hétérozygotie etc.)
2. Transmission d'une paire d'allèles à travers la reproduction sexuée
2.1 Proportions phénotypiques indiquant, pour un caractère donné, une différence d'un gène entre 2 lignées pures ou une hétérozygotie au niveau d'un seul des gènes contrôlant ce caractère
2.2 Hérédité liée au sexe
3. Transmission simultanée de 2 ou plusieurs paires d'allèles
3.1. Indépendance génétique
3.2. Liaison génétique et cartographie génétique
3.3. Interférence
D. Les interactions géniques
1. Interactions géniques réciproques
2. Interactions épistasiques
II. Hérédité extrachromosomique
Deuxième partie : Génétique moléculaire
I. Les outils du biologiste moléculaire
1. Les enzymes de restriction
2. Autres enzymes d'usage courant en biologie moléculaire
3. Les vecteurs de clonage
II. Les banques d'ADN
1. Banques génomiques
2. Banques d'ADNc
III. Processus de transfert d'un fragment d'ADN étranger à une cellule
1. Fabrication d'ADN hybride = ADN étranger - vecteur de clonage
2. Incorporation d'ADN hybride dans une cellule
3. Identification de cellules transformées
IV. Cartographie de restriction
1. Par la technique de double digestion
2. Par la technique des digestions partielles
3. Par la technique de marquage des extrémités des fragments d'ADN à cartographier.
V. Les principales méthodes de séquençage de l'ADN
1. Méthode de Sanger
2. Méthode de Maxam et Gilbert
Troisième partie : Génétique des populations
Introduction
1. Buts de la Génétique des populations
2. La révolution darwinienne
I. La composition génétique des populations mendéliennes
1. Notions d'espèce et de population
2. Notion d'espèce
3. Notion de population : Définition des concepts de " populations " et de " population mendélienne "
4. La variation génétique (ou polymorphisme) des populations naturelles
4.1. Niveaux moléculaires de détection, au laboratoire, de la diversité génétique des populations
4.1.1. Au niveau protéique
4.1.2. Au niveau ADN
4.2. Fréquences génotypiques et alléliques dans une population mendélienne et panmictique
4.2.1. Pour un gène autosomal
4.2.2. Pour un locus lié au sexe
4.2.3. Loi de Hardy - Weinberg
4.2.3.1. Enoncé de la loi ;
4.2.3.2. Equilibre de Hardy - Weinberg
4.2.2.2.1. Pour un locus autosomal ;
4.2.2.2.2. Pour un locus lié au sexe
4.2.2.3 Evolution vers l'état d'équilibre de Hardy - Weinberg
4.2.2.3.1. Cas des locus autosomaux
4.2.2.3.2. Cas des locus liés au sexe
5. Paramètres d'évaluation du degré de diversité génétique d'une population mendélienne et panmictique
6. Taux de polymorphisme (P) d'une population ;
7. Nombre moyen d'allèles (n) par locus polymorphe ;
8. Indice de diversité génétique (hi) de Nei pour un locus et son estimation non biaisée (hi) ;
9. Indice moyen de diversité génétique (H) pour un ensemble de locus
10. Equilibre et déséquilibre de linkage
II. Les facteurs dont dépendent les fréquences géniques
Introduction
1. Les mutations ;
2. La sélection ;
3. La migration ;
4. La dérive génétique (cas des populations de petite taille)
5. La variation génétique et la formation des espèces
Quatrième partie : Introduction à la Génétique quantitative (ou génétique biométrique)
Introduction
Définition de la notion de " caractères quantitatifs ", objet d'étude de la génétique quantitative
I. Outils statistiques utilisés par la Génétique quantitative
1. Distributions des fréquences des classes phénotypiques
1.1. Fonctions de distribution
1.2· Distributions normales ;
1.3· distributions assymétriques
2. Le(s) mode(s) d'une distribution de fréquences
2.1. La moyenne d'une distribution
2.2. La variance et l'écart-type d'une distribution
2.3. Covariance et corrélation
2.4. Comparaison de 2 moyennes par le test t (test de Student)
II. Les composantes de la variance phénotypique
1. Estimation de la variance environnementale dans les familles non ségrégeantes (P1, P2, et F1)
2. Estimation de la variance génétique dans les familles ségrégeantes (F2, BC1.1 et BC1.2)
III. L'héritabilité (h²) d'un caractère quantitatif
1. L'héritabilité au sens large
2. L'héritabilité au sens étroit
3. L'héritabilité et la réponse à la sélection
3.1. L'écart de sélection (s)
3.2. La réponse à la sélection (R)
3.3. Relations entre R, S et h²
TRAVAUX PRATIQUES (UV 10)
I. Hérédité chromosomique chez un organisme haplobiontique (Sordaria macrospora)
(4 heures par étudiant)
II. Hérédité chromosomique chez un organisme diplobiontique (Drosophila melanogaster) ou haplobiontique (Zea mays)
III. Etude du polymorphisme enzymatique. Etude du polymorphisme d'une protéine enzymatique dans une population naturelle de Drosophila melanogaster
(8 heures par étudiant)
TRAVAUX DIRIGES (UV 10)
(2 heures par semaine par étudiant)
I. Hérédité chromosomique chez un organisme haplobiontique (Sordaria macrospora)
1. Transmission d'une paire d'allèles
2. Transmission de 2 et plus de paires d'allèles
II. Hérédité chromosomique chez un organisme diplobiontique (Drosophila melanogaster) ou haplobiontique (Zea mays)
1. Transmission d'une paire d 'allèles
2. Transmission de 2 et plus de paires d'allèles
3. Interactions épistasiques
4. Test de complémentation fonctionnelle