Stockage de l'information génétique
Tu trouveras l'ADN principalement dans le noyau sous forme de chromosomes, car l'ADN est une molécule extrêmement longue. L'ADN se trouve également dans les mitochondries et le chloroplaste des plantes sous forme d'ADN circulaire. Pour faciliter l'analyse de l'ADN, nous appelons les courtes sections d'ADN des gènes et les différentes versions des mêmes gènes des allèles. C'est la séquence de base de ces gènes qui nous intéresse car elle détermine la séquence d'acides aminés des protéines, comme l'illustre le schéma ci-dessous.
Séquence de base de l'ADN et séquence d'acides aminés des protéines
Transport de l'information génétique
L'information génétique stockée dans la séquence de base des gènes est transférée par la synthèse des protéines. Ce processus nécessite la transcription et la traduction et requiert la présence d'autres molécules comme l'ARN.
Ce processus de transfert de l'information génétique est un peu différent dans les cellules procaryotes. Les cellules procaryotes, telles que les bactéries, portent leurs gènes dans de l'ADN extrachromosomique appelé plasmide. Il s'agit de morceaux d'ADN circulaires qui sont transférés à d'autres bactéries par des processus appelés conjugaison et transformation.
Dans la section précédente, nous avons discuté du fait que l'ADN permet à la progéniture de partager des caractéristiques similaires à celles de leurs parents. Alors pourquoi les enfants ont-ils aussi des caractéristiques différentes de celles de leurs parents ? C'est là qu'intervient la variation génétique, qui décrit les différences d'ADN entre les individus.
Qu'est-ce que la variation génétique ?
La variation génétique explique les différences entre les individus d'une même espèce causées par des modifications de l'ADN. Les principales causes de ce phénomène sont les mutations, la méiose et la fécondation aléatoire.
Les mutations décrivent les changements apportés à la séquence de base des gènes. Ci-dessous, tu verras un exemple de section d'ADN muté. Les mutations ont la capacité de modifier les caractéristiques d'un organisme ; par exemple, une mutation dans le gène codant pour la couleur des ailes d'un papillon de nuit peut transformer le brun d'origine en une couleur noire plus foncée. Les mutations peuvent avoir un effet désavantageux, un effet avantageux ou n'avoir aucun effet sur un organisme. Lorsque l'allèle est avantageux, l'organisme a plus de chances de survivre et un phénomène appelé sélection naturelle se produit. Nous examinerons ce phénomène dans la section suivante.
Séquence d'ADN originale et mutée
La méiose et la reproduction sexuelle introduisent également des variations génétiques dans une population. La méiose, un type de division cellulaire, implique des processus appelés crossing over et assortiment indépendant. Ceux-ci décrivent l'échange d'ADN entre les chromosomes et leur alignement dans la cellule, qui entraînent tous deux des modifications de l'ADN.
Tous les spermatozoïdes mâles et les ovules femelles (gamètes) contiennent un ADN légèrement différent (en raison de la méiose), et la fécondation entre ces gamètes est un processus totalement aléatoire. C'est une bonne chose pour la variation génétique, car cela signifie que la progéniture qui en résulte aura également son propre ensemble unique d'ADN.
La sélection naturelle
La sélection naturelle décrit le processus par lequel les organismes qui possèdent des caractéristiques améliorant leur capacité à survivre continueront à se reproduire. Ces caractéristiques sont accordées principalement par des mutations génétiques, qui confèrent à ces organismes des allèles avantageux. Par exemple, les papillons de nuit ayant une mutation génétique qui leur confère une couleur d'aile plus foncée peuvent se camoufler de leurs proies et survivre mieux que les papillons de nuit ayant une couleur d'aile plus claire.
La prédation est qualifiée de pression de sélection car c'est un facteur qui affecte les chances de survie d'un organisme. La disponibilité de nourriture et d'abris sont également des pressions de sélection qui entraînent la sélection naturelle.
Autres formes de variation
Les différences entre les individus ne sont pas uniquement dues à des modifications de l'ADN. Les facteurs environnementaux peuvent également modifier les caractéristiques d'un organisme. Des environnements différents auront des conditions de vie différentes.
Par exemple, les plantes qui sont exposées à plus de soleil ont plus de chances de devenir plus grandes que les plantes qui sont à l'ombre pendant la majeure partie de la journée.
Les variations génétiques et les variations environnementales se croisent et jouent toutes deux un rôle dans les caractéristiques résultantes d'un organisme, également appelées phénotype. C'est donc la combinaison de ces facteurs qui explique la variation des individus.
Comment mesurer la diversité de la variation génétique ?
La variation génétique que l'on trouve au sein d'une espèce peut être quantifiée en :
en comparant les différences dans la séquence de base de l'ADN
Comparant les différences dans la séquence des acides aminés des protéines.
Pour cela, il faut extraire de l'ADN ou des protéines, qui sont ensuite analysés.
La biodiversité décrit la variation des espèces que l'on observe au sein d'une communauté. Elle peut être quantifiée à l'aide de la richesse en espèces. La richesse en espèces mesure le nombre d'espèces différentes dans une communauté, par exemple le nombre d'espèces différentes que l'on trouve dans une chute d'eau. Une autre forme de mesure est l'indice de diversité, une formule qui décrit la relation entre le nombre d'espèces différentes dans une communauté (richesse en espèces) et le nombre d'organismes de chaque espèce (régularité des espèces).
Information génétique - Principaux enseignements
- Toutes les informations génétiques sont contenues dans l'ADN.
- Les variations génétiques sont causées par les mutations, les croisements, l'assortiment indépendant et la fécondation aléatoire.
- La sélection naturelle est le processus par lequel les organismes qui possèdent des caractéristiques avantageuses survivent et se reproduisent. Ces caractéristiques avantageuses sont causées par la variation génétique et la variation environnementale.
- La diversité peut être mesurée à l'aide de la richesse en espèces et de l'indice de diversité.
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