Lorsque vous observez un trait dominant, la composition génétique sous-jacente peut encore être ambiguë. Découvrez comment les chercheurs utilisent le test cross génétique pour découvrir le génotype derrière le phénotype.
Il n’est pas toujours possible de déterminer quels gènes portent un organisme en regardant simplement son apparence. Après tout, l’expression des gènes est un processus complexe qui dépend de nombreux facteurs environnementaux et héréditaires.
Aujourd’hui, les scientifiques utilisent le mot « phénotype » pour désigner ce que Mendel appelait la « ressemblance externe » et le mot « génotype » pour désigner la « nature interne » d’un organisme. Ainsi, pour reformuler la réflexion de Mendel en termes modernes, nous ne pouvons pas déduire le génotype d’un organisme en observant simplement son phénotype. En effet, Mendel a montré que les traits phénotypiques peuvent être cachés dans une génération, mais réapparaître dans les générations suivantes. Cela se produit parce que certains allèles sont dominants par rapport à d’autres, ce qui signifie que leur phénotype va masquer le phénotype associé aux allèles récessifs. Vous pouvez suivre le lien suivant : https://www.nature.com/scitable/topicpage/test-crosses-585/
En raison de la dominance, il n’y a pas de correspondance biunivoque entre les allèles qu’un organisme possède (c’est-à-dire son génotype) et le phénotype observé de l’organisme. Prenons, par exemple, les gènes qui codent pour la couleur des yeux et du corps chez la drosophile Drosophila melanogaster. Chez ces mouches, l’allèle des yeux bruns (b) est récessif par rapport à l’allèle normal des yeux rouges (B). De même, l’allèle de couleur du corps ébène (e) est récessif par rapport à l’allèle de couleur du corps normal (jaune-brun) (E). Parce que l’ébène a 100% de pénétration, une mouche qui a une couleur de corps noir foncé a le génotype homozygote ee. Cependant, une mouche qui a une couleur de corps normale peut avoir le génotype homozygote EE ou le génotype hétérozygote Ee.
Les choses deviennent légèrement plus complexes lorsqu’on considère deux gènes. Par exemple, une mouche de type sauvage (avec des yeux rouges et un corps jaune) a l’un des quatre génotypes possibles : EEBB, EEBb, EeBB, et EeBb. Il n’y a aucun moyen de distinguer visuellement ces génotypes, mais il existe une technique expérimentale bien établie pour déterminer le patrimoine génétique de la mouche. Plus précisément, pour détecter le génotype sous-jacent d’un organisme présentant un phénotype dominant, il faut effectuer un type d’analyse de reproduction appelé croisement d’essai.
Le croisement d’essai est un autre outil fondamental conçu par Gregor Mendel. Dans sa forme la plus simple, un croisement d’essai est un croisement expérimental d’un organisme individuel de phénotype dominant mais de génotype inconnu et d’un organisme ayant un génotype (et un phénotype) homozygote récessif. Pour comprendre comment fonctionnent les croisements d’essai, il est utile de considérer plusieurs exemples, y compris ceux qui impliquent un seul gène d’intérêt, ainsi que ceux qui impliquent plusieurs gènes.
Croisements d’essai monogéniques
Rappelons que chez la mouche à fruits Drosophila melanogaster, l’allèle corps ébène (e) est récessif par rapport à l’allèle normal corps jaune (E). Supposons que l’on vous donne une mouche mâle avec un corps jaune. Comment pourriez-vous utiliser un croisement test pour déterminer le génotype de cette mouche ?
Pour mettre en place votre croisement test, vous devez d’abord réaliser que la mouche mâle a l’un des deux génotypes possibles : Ee ou EE. Comme le mâle présente le phénotype dominant de la couleur du corps, vous devez le croiser avec une femelle présentant le phénotype et le génotype homozygotes récessifs. Ainsi, la mouche mâle est croisée avec une femelle au corps d’ébène de génotype ee. Selon le génotype sous-jacent de la mouche mâle, ce croisement donnera l’un des deux ensembles de résultats possibles.
Croisements tests à deux gènes
Les croisements tests fonctionnent selon le même principe, que l’on considère un gène ou plusieurs gènes ; dans tous les cas, on croise un individu de phénotype dominant mais de génotype inconnu avec un individu homozygote récessif pour tous les gènes pertinents. Comme l’individu « testeur » produit un type connu de gamète, les rapports de phénotypes parmi la descendance du croisement indiquent le type et les fréquences des gamètes produits par l’individu au génotype inconnu. Une fois que vous connaissez les gamètes que cet individu produit, vous pouvez » reconstruire » son génotype.
Considérez à nouveau la mouche du vinaigre Drosophila melanogaster, et rappelez-vous que l’allèle corps ébène (e) est récessif par rapport à l’allèle normal corps jaune (E), tandis que l’allèle œil brun (b) est récessif par rapport à l’allèle normal œil rouge (B). Si on vous donne un mâle au corps jaune et aux yeux rouges, comment pouvez-vous déterminer son génotype ?
Dans cet exemple, il y a maintenant quatre génotypes possibles qui sont associés au phénotype dominant corps jaune/yeux rouges. Ces quatre génotypes peuvent produire un, deux, deux et quatre gamètes différents. De plus, en combinaison avec l’unique gamète du parent » testeur « , ces gamètes produiront un, deux, deux ou quatre phénotypes de descendance.
Maintenant, disons que vous réalisez le croisement test et obtenez 400 descendants. Vous triez ces descendances par phénotype et découvrez que vous avez 200 mouches avec un corps jaune et des yeux rouges, ainsi que 200 descendances avec un corps jaune et des yeux bruns. Ces descendances doivent avoir les génotypes décrits plus haut.
En somme, un croisement test est un dispositif qui peut être utilisé pour déduire les allèles mendéliens présents dans les gamètes parentaux sur la base de l’observation des phénotypes de la descendance. Plus précisément, le rapport entre les phénotypes d’un ensemble de descendants révèle des informations manquantes sur les génotypes de l’un des parents. Les croisements tests peuvent également être utilisés pour déterminer si deux gènes sont liés, ainsi que pour déterminer le génotype sous-jacent si la pénétrance d’un allèle est inférieure à 100 %.
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