La contribution de Mendel à la génétique s'appelle le mendélisme. Il comprend tous les concepts mis en évidence par Mendel à travers ses recherches originales sur l'hybridation des plantes. Les concepts génétiques mendéliens sont à la base de la génétique moderne. Par conséquent, Mendel est appelé Père de la Génétique.
1. Père de la génétique – Gregor Johann Mendel (1822 – 1884)
Le premier généticien, Gregor Johann Mendel a percé le mystère de l'hérédité. Il est né le 22 juillet 1822 à Heinzendorf Silesia (maintenant Hyncice, Tchécoslovaquie), Autriche. Après ses études, il étudia plus tard la botanique, la physique et les mathématiques à l'Université de Vienne. Il entra ensuite dans un monastère de Saint-Thomas à Brunn en Autriche et continua son intérêt pour l'hybridation végétale. un enseignant et il a effectué une série d'expériences élégantes avec des plantes de pois dans son jardin. En 1856, il commence ses études historiques sur les plants de pois. 1856 à 1863 était la période des expériences d'hybridation de Mendel sur des plants de pois. Mendel a découvert les principes de l'hérédité en étudiant l'hérédité de sept paires de traits contrastés de pois dans son jardin. Mendel traversa et catalogua 24, 034 plantes à travers plusieurs générations. Son article intitulé"Experiments on Plant Hybrids" a été présenté et publié dans The Proceedings of the Brunn Society of Natural History en 1866. Mendel a été le premier chercheur systématique dans le domaine de la génétique.
Mendel a réussi parce que :
· Il a appliqué les mathématiques et les méthodes statistiques à la biologie et les lois de probabilité à ses expériences d'élevage.
· Il a suivi des méthodes scientifiques et a tenu des registres précis et détaillés qui incluent des données quantitatives sur les résultats de ses croisements.
· Ses expériences ont été soigneusement planifiées et il a utilisé de grands échantillons.
· Les paires de caractères contrastés qui étaient contrôlées par des facteurs (gènes) étaient présentes sur des chromosomes séparés.
· Les parents sélectionnés par Mendel étaient des lignées de race pure et la pureté a été testée en auto-croisant la descendance pendant de nombreuses générations.
Système expérimental de Mendel - Le pois de jardin.
Il a choisi la plante de pois parce que,
· C'est une plante annuelle et a des caractères contrastés clairs qui sont contrôlés par un seul gène séparément.
· L'autofécondation s'est produite dans des conditions normales chez les plants de pois de jardin. Mendel a utilisé à la fois l'autofécondation et la fertilisation croisée.
· Les fleurs sont grandes donc l'émasculation et la pollinisation sont très faciles pour l'hybridation.
2. Les expériences de Mendel sur la plante de pois
La théorie de l'hérédité de Mendel, connue sous le nom de théorie des particules, établit l'existence de particules minuscules ou d'unités ou de facteurs héréditaires, qui sont maintenant appelés gènes . Il a effectué des expériences de pollinisation artificielle ou de pollinisation croisée avec plusieurs lignées pures de plants de pois. Une véritable lignée d'élevage (souches de race pure) signifie qu'elle a subi une autopollinisation continue avec un héritage de traits stables du parent à la progéniture. Les accouplements au sein de lignées pures produisent des descendants ayant des traits parentaux spécifiques qui sont constants dans l'héritage et l'expression pendant de nombreuses générations. La race de lignée pure se réfère uniquement à l'homozygotie. Fusion de gamètes mâles et femelles produits par le même individu, c'est-à-dire que le pollen et l'œuf sont
L'autopollinisation a lieu dans les pois de Mendel. L'expérimentateur peut retirer les anthères (Emasculation) avant la fécondation et transférer le pollen d'une autre variété de pois vers le stigmate des fleurs où les anthères sont retirées. Il en résulte une fertilisation croisée, qui conduit à la création de variétés hybrides aux caractéristiques différentes. Les travaux de Mendel sur l'étude du modèle de l'hérédité et les principes ou lois formulés constituent désormais la génétique mendélienne.
Le premier organisme modèle en génétique - les pois de jardin
Pouvez-vous identifier le gène de Mendel pour réguler la couleur blanche des pois ? Trouvons la réponse moléculaire pour comprendre la fonction des gènes. Maintenant, le mystère génétique des fleurs blanches de Mendel est résolu .
Il est assez fascinant de retracer les gènes de Mendel. En 2010, le gène responsable de la régulation de la couleur des fleurs du pois a été identifié par une équipe internationale de chercheurs. Il s'appelait Pea Gene A , qui code pour une protéine qui fonctionne comme un facteur de transcription responsable de la production de pigment anthocyanique . Les fleurs sont donc violettes. Les plants de pois à fleurs blanches ne possèdent pas d'anthocyanes, même s'ils possèdent le gène qui code pour l'enzyme impliquée dans la synthèse des anthocyanes.
Les chercheurs ont délivré des copies normales du gène A dans les cellules des pétales de fleurs blanches par la méthode du canon à gènes. Lorsque le gène A est entré dans un petit pourcentage de cellules de fleurs blanches, il s'exprime dans ces cellules particulières, accumule des pigments anthocyanes et devient violet.
Dans les fleurs blanches, la séquence du gène A a montré un changement d'un seul nucléotide qui rend le facteur de transcription inactif. Ainsi, la forme mutante du gène A n'accumule pas d'anthocyanine et est donc blanche.
Mendel a travaillé sur les règles de l'hérédité et est arrivé au mécanisme correct avant que toute connaissance du mécanisme cellulaire, de l'ADN, des gènes, des chromosomes ne devienne disponible. Les connaissances de Mendel et son travail méticuleux sur le mécanisme de l'hérédité ont joué un rôle important qui a conduit au développement de variétés de cultures améliorées et à une révolution dans l'hybridation des cultures.
Mendel mourut en 1884. En 1900, les travaux des expériences de Mendel furent redécouverts par trois biologistes, Hugo de Vries de Hollande, Carl Correns d'Allemagne et Erich von Tschermak d'Autriche.
3. Terminologie liée au mendélisme
Mendel a remarqué deux expressions différentes d'un trait – Exemple : grand et nain. Les traits sont exprimés de différentes manières en raison du fait qu'un gène peut exister sous des formes alternatives (versions) pour le même trait est appelé allèles.
Si un individu a deux allèles identiques d'un gène, il est appelé homozygote (TT) . Un individu avec deux allèles différents est appelé hétérozygote (Tt) . Les plantes d'élevage Mendels non vraies sont hétérozygotes, appelées hybrides .
Lorsque le gène possède deux allèles, l'allèle dominant est symbolisé par une majuscule et le récessif par une minuscule. Lorsque les deux allèles sont récessifs, l'individu est appelé pois nain homozygote récessif (tt). Un individu avec deux allèles dominants est appelé plantes de pois hauts homozygotes dominants (TT). Un allèle dominant et un allèle récessif (Tt) désignent des plants de pois hauts hétérozygotes reproducteurs non vrais.
4. Héritage mendélien - Lois de l'hérédité de Mendel
Mendel a proposé deux règles basées sur ses observations sur le croisement monohybride, aujourd'hui ces règles sont appelées lois d'héritage. La première loi est la loi de dominance et la seconde loi est la loi de ségrégation. Ces lois scientifiques jouent un rôle important dans l'histoire de l'évolution.
La loi de dominance : Les personnages sont contrôlés par des unités discrètes appelées facteurs qui apparaissent par paires. Dans une paire dissemblable de facteurs, un membre de la paire est dominant et l'autre est récessif. Cette loi donne une explication au croisement monohybride (a) l'expression d'un seul des caractères parentaux dans la génération F 1 et (b) l'expression des deux dans la génération F 2 . Cela explique aussi la proportion de 3:1 obtenue au F 2
La loi de ségrégation (loi de pureté des gamètes) : Les allèles ne montrent aucun mélange, les deux caractères sont vus comme tels dans la génération F 2 bien que l'un des caractères ne soit pas vu dans la génération F 1 . Lors de la formation des gamètes, les facteurs ou allèles d'une paire se séparent et se séparent les uns des autres de sorte que chaque gamète ne reçoit qu'un seul des deux facteurs. Un parent homozygote produit des gamètes similaires et un parent hétérozygote produit deux types de gamètes ayant chacun un allèle avec une proportion égale. Les gamètes ne sont jamais hybrides.