Complémentarité
Lors de l'interaction complémentaire, la présence simultanée dans le génotype de deux gènes non alléliques dominants entraîne le développement d'un caractère entièrement nouveau. En outre, chaque gène dominant pris séparément (si le second est récessif) peut manifester son action de manière autonome.
L'essence du mécanisme réside dans le fait que le caractère se forme à la suite d'un processus en plusieurs étapes, où chaque phase est contrôlée par une enzyme distincte. Les gènes complètent littéralement le travail les uns des autres.
Exemples de complémentarité :
- Forme de la crête chez les poules. Le croisement d'individus à crête en pois et à crête en rose donne aux hybrides F1 une nouvelle forme : la crête en noix. Dans la génération F2, on observe la ségrégation mendélienne classique 9:3:3:1.
- Coloration du pelage chez les souris. Les gènes de synthèse du pigment et de sa distribution sur le poil interagissent. Lors du croisement de dihétérozygotes, la ségrégation en F2 passe à 9:3:4 (où 4 parts correspondent à un pelage blanc, car l'absence de pigment masque sa distribution).
- Audition chez l'humain. Une audition normale nécessite deux gènes dominants : l'un est responsable du développement de la cochlée de l'oreille interne, l'autre du nerf auditif. Chez les parents dihétérozygotes, la ségrégation entre enfants entendants et sourds est de 9:7.
- Vision chez l'humain. Le développement de l'analysateur visuel requiert déjà trois gènes dominants non liés (pour le cristallin, la rétine et le nerf optique).
Épistasie (Interaction épistatique)
Dans l'épistasie, l'un des gènes non alléliques inhibe l'action d'un autre. Le gène qui inhibe est appelé épistatique (suppresseur ou inhibiteur), et celui qui est inhibé est dit hypostatique.
Selon l'allèle qui agit comme suppresseur, l'épistasie se divise en deux types :
- Épistasie dominante. L'allèle dominant possède une action épistatique.
- Hérédité de la robe des chevaux : le gène du grisonnement précoce inhibe les gènes de robe noire et alezane. Lors du croisement de dihétérozygotes, la ségrégation est de 12:3:1 (12 parts de chevaux gris).
- Couleur du plumage des poules : le gène inhibiteur supprime le gène de coloration noire. La ségrégation en F2 est de 13:3 (13 parts de poules blanches).
- Épistasie récessive. L'action épistatique se manifeste uniquement à l'état homozygote récessif.
- Phénotype Bombay chez l'humain : le gène H est nécessaire à la synthèse du précurseur des antigènes des groupes sanguins. Si une personne présente le génotype hh (homozygote récessif), les antigènes A et B ne se forment pas, même si les allèles $I^A$ ou $I^B$ sont présents dans le génotype. Phénotypiquement, ces personnes ont toujours un groupe sanguin I (0). Par ailleurs, le gène masqué peut être transmis à la descendance (par exemple, la naissance d'un enfant de groupe IV est possible si l'action épistatique est levée par l'allèle dominant du second parent).
Polygénie
La polygénie est un type d'interaction dans lequel plusieurs gènes différents sont responsables de la formation d'un même caractère, en l'amplifiant ou en l'atténuant. Habituellement, les gènes polygènes contrôlent des caractères quantitatifs : la taille, le poids, les capacités intellectuelles, l'intensité de la pigmentation.
Le degré d'expression du caractère dépend de la quantité totale d'allèles dominants dans le génotype — c'est ce qu'on appelle l'effet additif (cumulatif). Plus il y a d'allèles dominants, plus le caractère s'exprime fortement. Comme les gènes remplissent la même fonction, il est d'usage de les désigner par une seule lettre latine suivie d'indices numériques différents (par exemple, $S_1, S_2, S_3$).
Exemple chez l'humain : La pigmentation de la peau est contrôlée par trois paires de gènes polygènes. Chez une personne ayant la couleur de peau la plus foncée, le génotype ne comprend que des allèles dominants ($S_1S_1S_2S_2S_3S_3$), tandis que chez une personne à la peau blanche, il ne contient que des récessifs ($s_1s_1s_2s_2s_3s_3$). En cas de mariage entre mulâtres (trihétérozygotes), la probabilité de naissance d'un enfant aux phénotypes extrêmes (entièrement blanc ou entièrement noir) n'est que de 1/64, car le nombre de combinaisons d'allèles possibles est de $4^3 = 64$.
En bref : réponses aux questions sur le sujet
Quelle enzyme est codée par le gène H et absente dans le phénotype Bombay ?
Dans les sources, l'enzyme spécifique codée par le gène H n'est pas nommée. Il est indiqué que le gène H est responsable de la synthèse du précurseur des antigènes A et B.
Dans le phénotype Bombay, chez les homozygotes récessifs (hh), ce précurseur n'est pas synthétisé, de sorte que les antigènes A et B ne se forment pas, même en présence des allèles $I^A$ ou $I^B$ dans le génotype. Le groupe sanguin I (0) se développe sur le plan phénotypique.
Règle « KEP » : Complémentarité — les gènes font équipe (ils se complètent). Épistasie — Égoïste (un gène supprime l'autre). Polygénie — Plus (l'effet des allèles dominants s'additionne).
Questions des cours et des examens
Quelle est la principale différence entre la complémentarité et l'épistasie ?
Dans la complémentarité, deux gènes forment conjointement un nouveau caractère unique qui n'existait pas lors de leur existence séparée. Dans l'épistasie, un gène ne participe pas à la création d'un nouveau caractère, mais bloque simplement le fonctionnement d'un autre gène.
Quel rapport phénotypique est caractéristique de l'épistasie dominante ?
Selon le mécanisme précis d'inhibition, la descendance des dihétérozygotes (F2) peut présenter des ségrégations de 12:3:1 (comme chez les chevaux) ou 13:3 (comme la couleur du plumage chez les poules).
Pourquoi les gènes sont-ils désignés par la même lettre en polygénie ?
Puisque plusieurs gènes non alléliques codent le développement d'un même caractère quantitatif et agissent dans la même direction (en renforçant l'effet), on les désigne par une seule lettre avec des indices numériques différents pour faciliter le décompte.
À étudier également sur le sujet
- Mécanismes moléculaires de la formation de l'audition et de la vision chez l'humain
- Analyse détaillée des croisements dans l'hérédité de la forme de la crête chez les poules
- Biochimie du phénotype Bombay (rôle du gène H)
- Exercices sur le calcul des ségrégations (9:3:4, 12:3:1, 13:3) lors de l'interaction des gènes
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