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Les bases de la génétique

Avant même de parler de la génétique du rat on va reprendre un peu nos cours de biologie! Il est bon pour bien comprendre comment croiser vos ratouilles d'avoir ces quelques bases bien en tête. C'est un peu fastidieux mais ça vaut le coup d'essayer de revoir et comprendre tout ça! Ce peut même vous aider pour filer un coup de main aux enfants en biologie!


SOMMAIRE

Un individu = un code sous forme d'ADN
Notre problème : comment les caractères des parents se transmettent?

A quoi ressemble l'ADN?
Les chromosomes
La transmission

Divisions cellulaires et cellules sexuelles : les clés du nouvel individu
La mitose : la division cellulaire classique

La méiose : la division cellulaire qui produit les cellules sexuelles
Et quand deux cellules sexuelles se rencontrent....

L'expression de l'ADN
Comment cet assemblage de molécules peut t'il dire que nous aurons des yeux bleus, ou une queue poilue?

Une information en double exemplaire
Gène "simple", gène "complexe"
Comment cohabite cette double information?

L'apparition d'un nouveau caractère
Comment une nouvelle version de gène apparaît : les mutations

Comment un nouveau caractère s'exprime?
Le principe de l'évolution
Et chez le rat?

Une première conclusion vers le rat

Le problème du crossing-over


Un individu = un code sous forme d'ADN

Notre problème : comment les caractères des parents se transmettent aux enfants?

Pour répondre à cette question il faut déjà comprendre ce qui fait un individu. 
Nos organismes sont composés de cellules. Dans ces cellules il y a un noyau, qui contient l'ADN : le programme de fabrication et de fonctionnement d'un organisme.
Tout ce qui compose l'être physiologique y est codé : le sexe, les os, les poils, les pigments, le type d'enzyme que votre corps utilise, etc........ Chaque cellule d'un individu adulte a un ADN identique et complet, elle porte donc l'ensemble du code génétique.

Tout l'objet de notre problème et de cette page est donc de savoir comment l'information de l'ADN se transmet d'un individu à l'autre. Nous allons donc aborder de façon simplifiée ce qu'est cette information, son support, sa transmission et comment elle peut changer.

A quoi ressemble l'ADN?
C'est un long assemblage de molécules qui se présente sous forme d'un brin, très très très long. En temps normal il se présente sous une forme de fouillis genre "j'ai démêlé une pelote de laine". 

L'ADN peut se comparer a de longues bandelettes couverte d'un texte qui décrit les instructions de montage pour tout ce que nous sommes physiquement.
Comme nos cellules doivent avoir ce texte au complet, il existe des processus lors de leur création pour qu'il soit transmis. Quand une cellule existante va se diviser pour en former une autre, l'ADN va quitter sa forme "pelote de laine" et s'organiser de façon ordonnée, toujours de la même façon, en petits paquets compacts : les chromosomes.

Les chromosomes
Une fois les brins d'ADN rassemblés sous la forme de chromosomes, on peut constater que chaque chromosome est en double, formant des paires chromosomiques homologues. Le nombre de ces paires varie selon les espèces vivantes concernées, et si on quitte le domaine des mammifères certaines espèces n'ont pas que des paires! Mais restons dans le domaine des mammifères, qui est notre propos ici : Chaque individu possède donc un code de fabrication qui est fait de 2 x (un nombre "n" de paires de chromosomes). On note ce code ainsi : 2N. Ainsi si une espèce a un nombre de paire de chromosomes égale à 3, N=3, elle a 6 chromosomes en tout qui codent son information génétique.

Une des paires de chromosomes homologues n'est pas toujours composée de deux chromosomes identiques : il s'agit de la paire de chromosomes sexuels qu'on désigne comme XX pour une femelle (là les deux sont identiques) et XY pour un mâle (là les deux sont différents). C'est cette unique différence qui fait qu'on est mâle ou femelle!

Les chromosomes, visibles uniquement lors des divisions cellulaires sont une forme plus pratique que la "pelote de laine" pour parler d'ADN, on le représente donc toujours ainsi :
- soit sous la forme d'un simple bâtonnet (donc les longs fils sont rassemblés en "saucisse") qui représente notre ADN en temps normal et qui est donc la forme à retenir.
- soit sous la forme d'un "X", forme que prennent les chromosomes juste avant la division cellulaire (comme ça lors de la division les deux branches du x se séparent en deux bâtonnets identiques, pour que chaque cellule hérite d'un des deux bâtonnets). Cette forme n'est utile que pour comprendre comment se passent les divisions cellulaires, et donc comment se passe la répartition de l'ADN entre les deux cellules.

La transmission
Les deux parents sont donc des individus à 2N chromosomes qui codent pour leur information à eux. Comment font-ils pour la transmettre à un nouvel individu pour qu'il soit a son tour un individu à 2N chromosomes? C'est la toute la magie de la vie qui fait que 1+1=1 et non 2! Pour comprendre le truc de ce petit tour on va devoir parler de ce qui se passe pour l'ADN lors des divisions cellulaires plus en détail!

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Divisions cellulaires et cellules sexuelles : les clés du nouvel individus

Toutes les cellules de notre organisme ont donc un ADN identique sous forme de 2N chromosomes... toutes? Et non, il y a une exception : les cellules dite sexuelles : ovules et spermatozoïdes! Leur production ne se passe pas de la même façon que pour les autres cellules, elles n'ont donc pas 2N chromosomes, mais juste N chromosomes! Elles n'ont pas de paires complètes, mais juste un seul des chromosomes de chaque paire!

Il est important à ce stade de comprendre le processus de division cellulaire. Il en existe deux types :
* une qui donne deux cellules à ADN identiques : la Mitose.
* l'autre qui donne deux cellules qui n'ont pas le même ADN : la Méiose.
Dans les deux cas l'ADN commence à se compacter en chromosomes, et se multiplie par deux (la forme en X). C'est au moment de se repartir entre les deux cellules que le tour de passe passe à lieu.

La mitose : la division cellulaire classique
La mitose
a lieu lorsqu'un tissu de notre organisme doit grandir ou se renouveler. Une cellule se divise pour en donner deux identiques, qui à leur tour se divisent en quatre cellules identiques, etc.... Ainsi, même si toutes les cellules qui nous composent n'ont pas le même usage : cellules de la peau, cellules du foie, cellules des muscles, etc..... dans chacune il y a un noyau qui contient un ADN identique à celui de toutes les autres, de type 2N. L'information contenue dans les chromosomes est alors transmise à l'identique.

La méiose : la division cellulaire qui produit les cellules sexuelles
La méiose
est une division cellulaire spécifique aux cellules sexuelles, à savoir les cellules qui donneront les spermatozoïdes et les ovules (et non pas celles qui feront le kiki, bande de gros malins!), que l'on appelle les gamètes. 
Son but n'est pas de donner des cellules identiques à 2N mais au contraire des cellules qui ont un "demi-ADN". Ces cellules n'ont que N chromosomes. Vous comprendrez cela plus facilement avec le schéma ci dessous.

Et quand deux cellules sexuelles se rencontrent....
C'est maintenant que toute la magie de la vie à lieu, avec la reproduction. Je passe les préliminaires, et nous en arrivons directement à la rencontre entre un ovule et un spermatozoïde. Chacun est une cellule à N chromosomes, et ils vont se fondre en une cellule unique qui aura ainsi : 2N chromosomes. Ainsi le nouvel individu formé hérite, pour chaque paire de chromosomes de son ADN, d'un chromosome de papa et d'un chromosome de maman. Émouvant, non?

Bon oui mais..... et la diversité de chaque individu dans tout ça, comment on y arrive? Pourquoi je ne suis pas le portrait de ma sœur ou de mon frère, qui a pourtant comme moi un chromosome de chacun des parents dans ses paires de chromosomes? Bon là le problème va se compliquer un peu. Il faut revenir au fait que l'ADN code pour tout ce qui compose notre être physiologique (mais vous verrez on va revenir à la diversité).

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L'expression de l'ADN

Comment cet assemblage de molécules peut t'il dire que nous aurons des yeux bleus, ou une queue poilue?
Ce n'est pas facile de simplifier ce problème-là, mais je vais essayer...... En gros l'ordre des molécules dans l'assemblage, c'est le code . Il n'y a que 4 sortes de molécules dedans qui selon leur ordre donne un caractère (par des voies complexes que je détaillerai pas ici). Ainsi si le long du fil d'ADN il y a 1-1-4-3-2-2 ça veut dire: yeux bleus et si la séquence est 1-1-4-3-3-2 ça veut dire : yeux marrons. Ces séquences sont donc différentes versions du gène "couleur des yeux".
Bon c'est une simplification poussée, soyez en bien conscient, en fait, un gène ne se situe souvent pas entièrement à la suite comme ça. Il y a souvent un bout par ci, un bout par là, etc., avec des liaisons entre les différents morceaux de la séquence. Mais vous n'avez pas vraiment à vous en soucier, donc on va représenter les différents gènes comme s'ils étaient de simple petit morceaux du chromosome enchaînés les uns après les autres.
Ce qu'il faut retenir c'est donc que l'ADN est un code, et qu'on en retrouve des bouts tout au long des chromosomes codant pour des choses différentes : couleur des yeux, aspect du poil, forme des oreilles, production des enzymes, etc... Chacune de ces séquences forme un gène, dont il peut exister différentes versions. Ces différentes versions d'un même gène sont appelées des allèles.

Une information en double exemplaire
Là vous devriez vous poser la question du fait qu'on a deux chromosomes dans chaque paire (si vous suivez encore...). Et bien les deux étant homologues, ils codent pour la même chose au même endroit nous avons donc deux fois le même type d'information. Par contre ce n'est pas obligatoirement la même version de la séquence qui est sur chaque chromosomes! Dans notre exemple de la couleur des yeux, nous avons donc dans la paire de chromosomes deux fois le gène "couleur des yeux", simplement pour certains les deux versions du gène seront identiques, pour d'autres ils ont un allèles yeux bleus, et un yeux marrons!
La position "géographique" d'un gène sur le brin d'ADN s'appelle le locus. Il y a donc le locus de la couleur des yeux où se situe le gène "couleur des yeux". Il est toujours au même endroit, d'un individu à l'autre et sur chaque chromosome de la paire en question. 
La distinction entre gène (partie de l'ADN qui code pour un caractère, l'article "couleur des yeux" du livret de montage) et allèle (les versions possibles de cette portion, le texte de cet article), est bonne à connaître, mais d'une façon générale on parle de gène sans se soucier de faire la différence. Ce sera donc le cas dans la suite de cette page.

Gène "simple", gène "complexe"
S'il n'y a un seul gène qui code pour un caractère : tu auras les yeux bleus ou tu les auras marrons, selon la version du gène "couleur des yeux" que tu as, on dit que le gène est simple.
Si au contraire il est nécessaire qu'il y ait plusieurs gènes en jeu pour obtenir un caractère : tu auras les yeux bleus si tu as à la fois les cheveux blonds, une peau verte et les deux gènes autorisant les yeux bleus, le gène est dit complexe.
On touche ici à des problématiques qui dépassent le niveau désiré pour cette page, mais dans le cas qui vous intéresse au final (les rats!) sachez que la plupart des gènes se comportent en gènes simples (donc une information en "oui ou non", "bleu ou marron", "vert ou rose") quand on parle de couleurs et d'oreille, par contre on a souvent affaire à des gènes complexes quand on parle de marquages (et c'est pour ça que la plupart du temps les infos n'existent pas de façon précise et facilement exploitable).

Les gènes touchant à la santé sont très souvent complexes : les divers gènes de sensibilité à une tumeur donnée, aux hormones sexuelles, le mégacolon génétique, le manx, sont autant d'exemples de gènes impliquant plusieurs facteurs génétiques différents.

Comment cohabite cette double information? 
Tout est en double... donc quelle séquence va s'exprimer si les deux ne sont pas les mêmes?
Il y a deux cas : 
- Un des deux gènes est "plus fort" et donc s'exprime au détriment de l'autre. Il est appelé "dominant", l'autre gène est présent mais ne s'exprime pas il est appelé "récessif"
- Les deux gènes s'expriment en même temps ; ils sont appelés "codominants".  

Comme tout ne s'exprime pas nous transportons davantage d'information génétique que nous en exprimons
On appelle donc "génotype" : l'ensemble des informations que nous transportons et "phénotype" : le résultat des gènes que nous exprimons. Deux individus identiques d'aspect ont donc le même phénotype, mais pas obligatoirement le même génotype.

A partir d'ici, un petit schéma s'impose, n'est ce pas? 
Voici donc ce que donne un code pour un individu. Pour que ce soit compréhensible, on va imaginer un "individu boule" avec une seule paire de chromosome qui code pour sa couleur.

Ainsi selon les exemplaires du gènes que nous avons nous sommes :
- Homozygote : si nous avons les deux exemplaires identiques. Dans l'exemple des boules ce sont les individus BB, RR et bb. 
- Hétérozygote : si nous avons deux exemplaires différents pour un même gène (c'est ici que le fait de connaître le terme d'allèle est utile, car il serait plus juste de dire un individu ayant deux allèles différents pour un même gène). Dans l'exemple de boules ce sont les individus RB, Rb, Bb. 

Toujours grâce à notre exemple des boules vous pourrez constater qu'une boule de couleur rouge ou bleue peut être hétérozygote ou homozygote, alors qu'un blanc ne peut être qu'homozygote!
Donc à retenir : un individu dont l'aspect est dû à des gènes dominants peut avoir différents génotypes, s'il transporte des gènes récessif qui ne s'expriment pas (il peut être homozygote pour ce gène, ou hétérozygote. On dit alors qu'il "porte" le gène récessif). Par contre, un individu dont le phénotype exprime des gènes récessifs n'a par définition pas de gènes dominants (il est obligatoirement homozygote pour ce  gène) ! 

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Une première petite conclusion vers le rat!

A partir d'ici vous êtes armés des notions nécessaires pour comprendre la génétique de l'aspect chez le rat. 
Je récapitule les acquis nécessaires :
- chaque rat a un patrimoine génétique composé de différentes paires de chromosomes. Sur ses chromosomes sont situés les différents gènes d'aspect qui nous intéressent. 
- Il transporte chaque information en double, mais pas toujours la même version. Si son aspect vient d'un gène dominant il peut porter des gènes récessifs en plus, qu'on ne voit pas. De même, pour exprimer un type récessif il lui faut obligatoirement être homozygote du gène concerné. Il peut également exister des informations qui s'expriment en même temps.
- Quand il fabriquera ses cellules sexuelles il n'y aura qu'un des chromosomes de chaque paire dans chaque cellule sexuelle, donc il peut transmettre au hasard une version d'un gène ou l'autre à sa descendance.

Voila, avec tout ça vous êtes logiquement parés pour commencer à aborder la génétique propre aux rats dans une logique d'élevage!! ou vous pouvez continuer un peu à travailler votre génétique avec la suite qui vous parle de l'apparition de caractère, d'évolution et qui aborde quelques notions plus complexes que vous pourriez croiser!

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L'apparition d'un nouveau caractère

Comment une nouvelle version de gène apparaît : les mutations
Il faut savoir que le processus de duplication de l'ADN lorsque que les chromosomes se divise en deux (la fameuse forme X) n'est pas toujours très exacte. Des erreurs peuvent se glisser dans le code formé par les molécules si l'une d'elle est remplacée par une autre. Ces erreurs sont appelées des mutations. Cela n'a généralement aucune conséquence car une grande partie de l'ADN code pour rien de tout, et quand cela touche une portion de gène qui sert à quelque chose, et bien grâce à la double information le gène qui est en face peut compenser le défaut. C'est une grande sécurité! Mais de temps en temps ces petites erreurs ont des conséquences et donc de nouveaux caractères apparaissent.
Si je revient sur mon exemple des couleurs d'yeux : a
u début nous avions tous des yeux marrons. Puis, à force de divisions cellulaires, ben y'a eu des erreurs qui se sont glissées dans le code, lors de la multiplication de l'ADN! Ainsi, lors d'une petite méiose à priori sans histoire, le gène des yeux marrons : 1-1-4-3-3-2 a échangé un trois contre un deux! Et le voici devenu 1-1-4-3-2-2 le gène des yeux bleus! Une toute petite erreur, qui sur le coup ne se voit pas : le gène des yeux bleus est récessif! Mais comme cette erreur s'est produite plusieurs fois, un jour une maman et un papa qui l'avaient dans leur ADN se sont trouvés et ont tous les deux transmis à leur enfant un gène des yeux bleus! Je vous laisse imaginer le choc que ça leur a fait! Puis y'a eu aussi les yeux verts, etc., et du coup les hommes ont différentes couleurs d'yeux!

Comment un nouveau caractère s'exprime?
Toute les mutations ne donnent pas des gènes récessifs, donc des fois la surprise est immédiate et se transmet tout de suite! Mais le plus souvent ce sont des gènes récessifs. Il faut donc en plus de la mutation d'origine que le gène puisse se retrouver deux fois chez un individu pour qu'on le voit. Il faut donc soit que la même erreur se produise chez différents individus.... soit que les individus se reproduisent de façon consanguine. 
Pour l'exemple nous revoici chez les individus boules et le comment de l'apparition du blanc.

Le principe de l'évolution
Je ne sais pas si vous vous êtes rendu compte que nous touchons ici, au-delà de la simple diversité dans une population, à la diversité du vivant dans son ensemble, à savoir à l'EVOLUTION!
A force de petites erreurs, le premier être vivant unicellulaire et devenu tout ce que nous connaissons de vivant aujourd'hui! Vous ne voyez pas l'intérêt de partir la dessus, alors que tout ce que vous voulez c'est faire des petits à votre ratte, n'est ce pas? Et pourtant, accordez-moi encore un moment, vous allez comprendre l'intérêt de mon discours (enfin j'espère).
Des petites erreurs qui changent un individu, il y en a plein, tout le temps. Certaines passent inaperçu et disparaissent au fur et à mesure de l'ADN en circulation, parce que les mécanismes de vérification éliminent les mutations au fur et à mesure, ou tout simplement parce que le caractère obtenu n'est pas intéressant pour la survie dans le monde. Genre un cheval qui naît avec une seule patte parce que le gène des pattes à merdouillé lors de la division cellulaire, et ben il ne risque pas de vivre vieux ni d'avoir des petits. Son gène loupé s'éteindra avec lui. Par contre, le lézard dont le gène des pattes avant à merdouillé pour lui donner une paire d'aile à la place, ben il a pu aller voir dans les airs pour manger et se protéger des prédateurs! Et vu qu'il n'était pas seul à avoir cette mutation, ben il a pu se reproduire dans les airs, et ainsi sont né les oiseaux!!
Vous comprenez l'équation? Gène qui donne un caractère qui n'est pas un avantage de survie = le gène s'éteint avec son porteur, gène qui donne un avantage de survie = le gène se perpétue.
Évidemment il a fallu des milliards d'années pour en arriver à notre faune actuelle et tous les jours des nouvelles espèces sont susceptibles d'apparaître, et chaque espèce continue à évoluer de cette façon. Au passage, vous voyez également comment apparaissent les maladies génétiques qui se tapissent dans les gènes de chacun, et peuvent ressortir quand les gènes défectueux se retrouvent en double dans un individu. Le doublement de notre information génétique est donc une protection supplémentaire contre ces dernières.

Et chez le rat?
Bon on va enfin en revenir aux rats! Dans la nature le bon vieux Rattus norvegicus est brun pour la discrétion, il a des moustaches qui l'aident pour ses déplacements, un pelage lisse adapté à la natation et à l'isolation thermique. Cette forme est pour l'instant la meilleure pour son mode de vie, donc les variations qui apparaissent naturellement sont rejetées si elles s'expriment, mais existent dans leur patrimoine génétique (un rat blanc est trop exposé aux prédateurs pour survivre bien longtemps... Mais si d'un coup la terre et les plantes étaient blanches ben il survivrait et les bruns pas, donc les rats deviendraient progressivement blancs, par sélection naturelle!).
L'homme intervient ici avec la sélection due à l'élevage. Les variations qui ne sont pas viables à long terme dans la nature, pour des raisons de camouflage par exemple, sont ici protégées et donc les rats blancs (ça à commencé par là donc je continue avec cet exemple) ont pu vivre et se reproduire. Ils se sont d'autant plus reproduit, les blancs, que cette évolution a présenté un caractère intéressant pour l'homme : sur le blanc le sang se voit mieux! Et oui, les premiers élevages de rats avaient pour but d'alimenter un charmant loisir dont seuls nous autres les hommes avons le secret : des massacres de rats par les chiens. Les hommes ont donc sélectionné et multiplié une population de rats blancs.
Les tristes aventures du rat continuent et des combats de chiens il passe au labo! Il y est reproduit en masse pour former des lignées avec des spécificités précises comme la sensibilité au cancer, à certaines formes de diabète, à l'addiction à telle ou telle drogue, ou la simple habitude de choisir de tourner à droite plutôt qu'à gauche! Pour faire ces lignées il y a eu pas mal de consanguinité d'opérée et donc les mutations de couleurs sont ressorties au lieu de rester cachées, et ont été conservées! La plupart des types de rats différents en domestique que nous avons maintenant sont le fait de ces élevages en grandes quantités, car les mutations donnant un effet sont très rares, il faut donc énormément de croisements pour finir par en obtenir et avoir une chance de la voir s'exprimer. Oubliez donc l'espoir qu'un nouveau type apparaisse demain chez vous, ce n'est pas impossible mais c'est moins probable que la cagnotte du loto, disons une chance sur 1 000 000 000, grosso modo...
Enfin, le rat est devenu un animal domestique et là le fait d'avoir une couleur marrante est plutôt un avantage pour être reproduit! Les populations de rat de couleurs variées sont donc entretenues et sélectionnés par les éleveurs amateurs. Il y en a de nouvelles régulièrement, soit parce qu'on a été les chercher volontairement auprès des labos ou des éleveurs industriels qui les ont obtenu par hasard, soit parce que le coup de chance fait que sur un croisement consanguin un gène ressort!

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Le problème des crossing-over

Halàlà catastrophe, vous aviez tout compris, et paf quelqu'un sur un forum vous mouche votre savoir tout neuf avec une histoire bizarre de "crossing-over" et vous parle d'importance de la place du gène sur son chromosome...
Allez pas de panique voila le petit complément d'information aux bases génétiques vu plus haut!

Les différents gènes qui codent pour l'aspect sont donc repartis sur plusieurs locus et sur les différentes paires de chromosomes. Certains, même s'il ne sont pas liés entre eux niveau effet, sont donc sur la même paire de chromosome.
L'idéal étant de passer par un exemple on réutiliser notre locus de la "couleur des yeux" qui a servi jusqu'ici en appelant m l'allèle qui donne des yeux marrons, et b celui qui donne les yeux bleus, et mettre sur le même chromosome un locus "aspect des cheveux" avec un allèle "frisé" noté f ou un allèle 'lisse" noté l). Niveau représentation de la paire de chromosomes homologues on obtient donc ceci.

Lors de la production des cellules sexuelles la méiose est censé se passer comme ci dessous.

 

Maintenant il peut se passer un fameux "crossing-over" c'est à dire que lorsque que les chromosomes d'une même paire sont sous la forme "X" prêt à se diviser, ils vont se mélanger un coup et échanger un morceau (identique le morceau!! sinon on arrive a de grave aberrations génétique!). 

Nos chromosomes remélangés vont passer par le même processus de méiose et donner de nouvelles possibilités de cellules sexuelles!

Jusqu'ici ça ne change absolument rien à vos petits calculs génétiques vu que de toute façon vous considériez les différents gènes indépendamment de leur position sur les chromosomes. Cette façon de voir, qui simplifie le problème est généralement la bonne, vous n'avez pas vraiment à vous soucier de crossing-over donc.
Cependant il existe quand même quelques cas où ça peut influencer le résultat de votre calcul (très rare dans le cas des rats donc si vous comprenez pas c'est pas super gênant...). 
Il faut maintenant imaginer que la mutation qui a donné le gène des cheveux frisés plutôt que lisses a eu lieu sur le chromosome qui avait en plus la mutation des yeux bleus. Si les deux gènes ont des positions éloignées l'une de l'autre, cela ne change rien, quelques crossing over plus tard on trouvera des chromosomes avec à la fois le gène "yeux marrons" et le gène "cheveux frisés".
Par contre si les deux gènes ont une position très proche, la probabilité pour qu'ils se retrouvent séparés est quasiment nulle! Les cheveux frisés resteront donc toujours associés aux yeux bleus! 

Il peut donc exister des gènes qui sans être en rapport direct seront toujours associés, il faudra donc les considérer ensemble quand vous calculez vos portées, ou des combinaisons très rares qui apparaissent très occasionnellement si un crossing-over improbable a lieu. Ce sont ces probabilités qui font apparaître des histoires de taux de recombinaison et autres tortures mentales, dont vous n'avez pas franchement besoin de vous soucier (au pire si on vous explique qu'un gène est obligatoirement associé à un autre ben vous savez pourquoi, pas besoin d'interpréter son taux de recombinaison, donc faîtes la paix avec vos neurones!)

Exemple : le chromosome 1 chez le rat, cas des siamois, albinos , RED et PED

Le chromosome 1 chez le rat contient 3 gènes bien connus : le gène albinos (avec les allèles albinos et siamois), le PED ("yeux roses"), et le RED ("yeux rouges"). Ces 3 gènes se trouvent sur des locus très proches les uns des autres. On dit alors qu'ils sont liés.

On voit sur le schéma ci dessus que les gènes éloignés en bout de branche peuvent facilement être séparés du reste du chromosome. C'est ce que l'on appelle le taux de recombinaison. Plus la distance est grande, plus le taux de recombinaison augmente. De plus, plus les gènes sont éloignés l'un de l'autre, plus le taux de recombinaison entre ces deux gènes en particulier augmente. C'est pourquoi la "distance génétique" est souvent évaluée en probabilité de recombinaison plutôt qu'en distance physique, car c'est une donnée plus importante pour la sélection.
Dans le cas du chromosome 1 du rat, ces 3 locus évoqués précédemment sont proches les uns des autres. La probabilité de les voir séparés par un crossing over est donc très faible.

Lorsque chacune de ces mutations est apparue, elle est apparue séparément des autres. On a donc 5 versions du chromosome 1 : 

  • C-P-R, le chromosome 1 sauvage, ne porte aucune de ces mutations. 

  • c-P-R porte l'allèle récessif albinos, c

  • ch-P-R porte l'allèle récessif siamois, ch

  • C-p-R porte l'allèle récessif "PED", p

  • C-P-r porte l'allèle récessif "RED", r

Ces 3 gènes sont liés entre eux, et sont transmis comme s'ils étaient soudés, indissociables. Au lieu de considérer la transmission de chaque gène séparément, il faut considérer la transmission du chromosome 1 dans son ensemble. C'est pourquoi les 3 gènes seront notés ici ensemble, séparés par des tirets.

Si on prend un male siamois, et qu'on le croise avec une femelle beige, on n'obtiendra jamais de siamois beige. Pourquoi ? Voici le mécanisme de transmission des gènes liés :

Le père est siamois, donc ch/ch P/P R/R. Dans la liste des chromosomes 1 possibles, il a la version "siamois" en double : un chromosome (ch-P-R)1 et un chromosome (ch-P-R)2.
La mère est beige, donc C/C P/P r/r. Dans la liste des chromosomes 1 possibles, elle a la version "RED" en double : un chromosome (C-P-r)3 et un chromosome (C-P-r)4.

Chacun transmet au hasard un des deux chromosomes à chacun de ses enfants. Voici donc les possibilités pour la génération F1 :

  • (ch-P-R)1 (C-P-r)3 : C/ch P/P R/r (normal, porteur siamois et RED)

  • (ch-P-R)1 (C-P-r)4 : C/ch P/P R/r (normal, porteur siamois et RED)

  • (ch-P-R)2 (C-P-r)3 : C/ch P/P R/r (normal, porteur siamois et RED)

  • (ch-P-R)2 (C-P-r)4 : C/ch P/P R/r (normal, porteur siamois et RED)

Ne tenons plus compte du gène PED : de toute façon cette famille ne comporte qu'une seule version, le dominant P. Ce gène n'influencera donc pas le résultat final. Donc tous les individus de cette génération portent un chromosome (ch-R) issu du père siamois et un chromosome (C-r) issu de la mère beige.

Si les gènes n'étaient pas liés, en croisant les individus de la génération F1 entre eux, on obtiendrait des normaux, des beige, des siamois, et des "siamois beige". 
Mais ce serait oublié la structure du chromosome 1 de ces individus ! En effet, examinons la transmission de ces chromosomes dans le cas d'un croisement consanguin entre les individus de la génération F1. Ce croisement peut s'écrire C/ch R/r x C/ch R/r si on tient compte de chaque gène séparément, mais aussi
(ch-R)(C-r) x (ch-R)(C-r) si on tient plutôt compte de la structure réelle des chromosomes. Le résultat est alors :

  • (ch-R)(ch-R) : ch/ch R/R (siamois)

  • (ch-R)(C-r) : C/ch R/r (normal porteur siamois et RED)

  • (C-r)(ch-R) : C/ch R/r (normal porteur siamois et RED)

  • (C-r)(C-r) : C/C r/r (RED)

Que remarque t'on au final ? Qu'on peut continuer longtemps comme ça : de toute façon un rat ne peut pas porter plus de deux allèles "mutants" sur le chromosome 1. En effet, dans les 5 versions du chromosome 1 citées au début, il n'y a jamais plus d'un allèle mutant par chromosome. Et les chromosomes vont par deux... Donc pas plus de 2 allèles mutants par paire (logique...).

Un rat peut porter 0, 1, ou 2 de ces allèles, quels qu'ils soient. Cela signifie que si on croise les membres de cette famille entre eux sur 100 générations, les descendants seront tous obligatoirement dans un des cas suivants  : 

(C-P-R) (C-P-R) : normal (c-P-R) (c-P-R) : albinos (ch-P-R) (C-P-r) : normal, porteur siamois et RED
(c-P-R) (C-P-R) : normal, porteur albinos (c-P-R) (ch-P-R) : himalayen (C-p-R) (C-p-R) : PED homozygote (champagne , par exemple
(ch-P-R) (C-P-R) : normal, porteur siamois (c-P-R) (C-p-R) : normal, porteur albinos et PED  (C-p-R) (C-P-r) : normal, porteur PED et RED
(C-p-R) (C-P-R) : normal, porteur PED (c-P-R) (C-P-r) : normal, porteur albinos et RED (C-P-r) (C-P-r) : RED homozygote (beige, par exemple)
(C-P-r) (C-P-R) : normal, porteur RED (ch-P-R) (C-p-R) : normal, porteur siamois et PED  

JAMAIS il n'y aura de rat siamois porteur RED par exemple : pour cela il faudrait 2 allèles siamois plus un allèle RED, ce qui fait 3 allèles. donc il ne peut pas non plus y avoir de siamois beige : il faudrait alors 4 allèles mutants !

Attention toutefois, c'est de la théorie. En réalité une recombinaison qui aurait lieu entre ces gènes n'est pas strictement impossible, elle est seulement très peu probable, disons que cela arrive dans un cas sur un milliard par exemple. 
Il faut déjà que cette recombinaison ait lieu chez un rat qui porte deux allèles mutants. Sinon, les branches sont échangées, c'est vrai, mais comme la même chose était écrite sur les deux de toute façon, ça ne change rien !
Imaginons que ce soit le cas. Dans ce cas apparaît un nouveau type de chromosome 1, par exemple (ch-P-r). Si on reproduit ce rat en consanguin, alors seulement on pourra voir apparaître un rat (ch-P-r)(ch-P-r), c'est à dire ch/ch P/P r/r, un "siamois beige". 
Il est bien évident que si ce n'est pas impossible, c'est quand même très peu probable. 

A ce niveau de probabilité, on obtient aussi facilement le même résultat en misant sur une mutation spontanée du gène R chez un rat siamois, qui donnerait à nouveau l'allèle r, sur un chromosome qui par ailleurs porte déjà l'allèle ch (donc on obtient là aussi un chromosome (ch-P-r)). 
Une mutation spontanée qui donnerait à nouveau l'allèle r est cependant très peu probable, et il faut en plus que ça tombe sur un chromosome qui porte aussi l'allèle ch...

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Voila, avec tout ça vous êtes logiquement parés pour commencer à aborder la Génétique propre aux rats dans une logique d'élevage!!


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