Correction exercice I la diversité génétique d’une population

Correction exercice I
Partie A : Question à choix multiples (Q.C.M)
1-b, 2-c ; 3-d, 4-b, 5-c, 6-d, 7-a ; 8-c, 9-c ; 10-a
B. Questions à réponses ouvertes
1.a)
• La génétique des populations est la science qui a pour but de déterminer l’ampleur de la variabilité génétique dans les populations naturelles, d’en expliquer l’origine, le maintien et l’importance évolutive.
• La population désigne l’ensemble des individus d’une même espèce qui vivent et se reproduisent entre eux en un lieu assez bien délimité à la même époque.
• Un pool de gènes est un ensemble de gènes et de leurs différents allèles présents dans une population.
• La fréquence d’un allèle donné est le rapport du nombre de loci occupé par cet allèle et le nombre total de loci existant dans cette population.
• Si les migrations, en mélangeant les pools génétiques, ont tendance à uniformiser ces dernières, elles peuvent aussi créer des populations nouvelles : c’est l’effet de fondation.
1.b) Un gène est dit polymorphe si l’allèle le plus commun (normal) a une fréquence inférieure à 0,95. Dans le cas contraire, le gène est dit monomorphe.
Exemples de gènes polymorphes : le gène ABO, les gènes HLA.
2 - Si la « valeur sélective » des allèles du gène est nulle, la sélection naturelle est inopérante et les fréquences alléliques restent stables ou évoluent sous le jeu des apports externes (migrants).
Si la « valeur sélective » des allèles est élevée, autrement dit. Si certains allèles d'un gène sont dangereux, nocifs, au point d'altérer l’espérance de vie, et donc la reproduction, leur fréquence diminue, sans pour autant s’annuler, en raison de l'apparition spontanée de nouveaux allèles.
Le cas de l’allèle S du gène B de l’hémoglobine humaine est particulièrement intéressant. Trois génotypes sont possibles : sujet sain homozygote (A//A), sujet hétérozygote (A//S), sujet malade homozygote (S//S).
Seuls les sujets SS sont gravement anémiés.
En Europe, la fréquence de l’allèle S est très faible ; mais elle est élevée en Afrique Centrale. La fréquence des sujets hétérozygotes est de 30% celle des homozygotes malades de 4%.
On explique les succès de l’allèle S par le fait que les sujets AS sont protégés de l’infection paludéenne. Ainsi la pression du milieu en pays Tropical favorise le maintien d‘une fréquence élevée de l’allèle S. Cela montre que la valeur sélective d'un allèle est relative et quelle dépend de la pression du milieu.
3 a) Chaque gène (on estime leur nombre a environ 75 000 chez l’homme) peut exister sous plusieurs appelles allèles.
Par exemple, un des gènes contrôlant les groupes sanguins existe sous trois formes (A, B, O) ; un des gènes contrôlant les protéines du systèmes HLA. Le gène A, existe sous 18 formes.
Il en résulte que le génome humain (75 000 gènes, n allèles) est extrêmement polymorphe (poly: plusieurs ; morphe : forme)
b) De nombreux mécanismes assurent le maintien du polymorphisme :
• Les mutations,
• Les brassages génétiques interchromosomiques et intrachromosomiques,
• Les apports populationnels (migrations).
c) Le polymorphisme confère aux espèces un avantage sélectif considérable : face aux modifications incessantes et potentiellement dangereuses du milieu, une espèce pouvant présenter de très nombreux phénotypes est particulièrement bien « armée » pour survivre.
Pour expliquer l’intérêt du polymorphisme on donne l’exemple suivant : soit, chez un poisson, un gène G contrôlant la synthèse d‘une enzyme efficace à 30°C.
Imaginons une mutation efficace aboutissant à un allèle G’ contrôlant la synthèse d‘une enzyme efficace à 20°C : les sujets homozygotes G//G et G’//G’ sont obligatoirement cantonnés dans des milieux à 30°C ou à 20°C. Un sujet hétérozygote G//G‘ pourra vivre sans dommage sélectif, dans les deux conditions de température (puisque ses cellules contiennent les deux formes de l’enzyme).