Pour commencer voici une petite introduction à la génétique incontournable pour la suite de ce topic
L’objectif est de permettre à la communauté de ce site d’acquérir un certain nombre de notions de base et un vocabulaire scientifique rigoureux et exact afin que vous ayez une meilleure connaissance des constituants et des mécanismes fondamentaux du vivant et donc du cannabis.
Point important:
Ce tutoriel s’adresse à des personnes n’ayant pas de pré-requis scientifiques particuliers : j’ai fait en sorte qu’il soit compréhensible par tous, en faisant régulièrement des comparaisons et en restreignant le vocabulaire technique et scientifique.
- La première partie présente rapidement la cellule, unité de base du vivant : sa structure, ses compartiments principaux, sa diversité.
- La seconde partie donne quelques éléments de génétique fondamentale : les chromosomes, les gènes, les allèles et pour ceux qui voudraient approfondir leur connaissance sur le mécanisme d’expression des gènes : un paragraphe sur le code génétique, basé sur la comparaison avec le DVD ROM.
- La troisième partie aborde la relation entre génotype et phénotype : définition d’un génotype, d’un phénotype, d’un caractère, et pour ceux qui veulent aller un peu plus loin, l’expression des gènes, la correspondance gène – protéine.
Le tout agrémenté d’illustrations
N’hésitez pas à me faire part de toute suggestion ou critique et à poser des questions si quelque chose vous paraît difficile à comprendre.
En espérant que ça vous sera utile !
I. LA CELLULE
Tout organisme vivant est formé de cellules : prenez un fragment de votre peau, de votre cerveau, de votre foie… ou bien prélevez une fine lamelle d’une feuille de plante et observez cet échantillon au microscope : vous pourrez voir les cellules qui constituent le tissu que vous observez. C’est un peu comme pour une maison : la maison, c’est nous, et les briques, ce sont les cellules qui nous constituent. Tout comme la maison est formée d’un empilement de briques, nous sommes – nous et les autres êtres vivants – un empilement de cellules.
Les cellules ont toutes une organisation commune mais diffèrent selon qu’elles proviennent d’un animal ou d’un végétal. Ainsi, une cellule de foie humain (cellule hépatique) sera différente d’une cellule d’épiderme végétal. Mais une cellule de votre intestin grêle ou de votre système nerveux (cellule nerveuse = neurone) seront aussi un poil différentes !
Si nécessaire, je reviendrai un peu plus tard sur l'organisation de la cellule végétale et ses spécificités( chloroplastes...)
Toutes les cellules animales et végétales possèdent:
- Une membrane dite plasmique, qui isole la cellule du milieu où elle se trouve (séparations des milieux intra et extracellulaires)
- Le cytoplasme : c’est l’intérieur de la cellule, il contient un liquide (le cytosol) composé principalement d’eau et de diverses substances dissoutes (minéraux, acides aminés, glucides…)
- De l’ADN (acide désoxyribonucléique) contenu dans un noyau
Schématisation d’une cellule animale
(fausses couleurs)
II. LE MATÉRIEL GÉNÉTIQUE
Chez les animaux et les végétaux, il est localisé dans le noyau de la cellule.
Les chromosomes, principalement composés d’ADN, sont le support de l’information génétique.
Représentation d’un chromosome (fausses couleurs).
Notez la présence de la molécule d’ADN, en forme de double hélice, dans le chromosome.
On a ensuite le gène : un gène est un fragment, une portion de chromosome. Le chromosome, c’est le gâteau. Le gène, c’est une part du gâteau, mais pas n’importe quelle part : c’est une part ayant une taille bien définie.
Il y a aussi les allèles. La définition de l’allèle est « une version ou une variation d’un gène ».
► Un allèle est une forme que peut prendre un gène et qui se manifeste de façon visible sous la forme d'un phénotype.
Les gènes peuvent en fait exister sous plusieurs versions différentes, de la même manière qu’un même modèle de voiture peut se présenter selon des versions différentes : couleur de la peinture, jantes en acier ou en alu, phares halogènes ou au xénon… C’est le même modèle de voiture, mais dans une autre version (comportant donc quelques petites différences).
Pour schématiser au plus simple, le gène, c’est le modèle de voiture. L’allèle, c’est la version du modèle : rouge, noir, avec ou sans jantes en alu…
Paire de chromosomes ou chromosomes homologues.
Chaque chromosome homologue constitue une paire de chromosomes, un provenant du père et l'autre de la mère
Viennent enfin les caractères qui sont également appelés caractères phénotypiques:
► Un caractère est un élément d’un organisme que vous pouvez mesurer ou observer.
►Un trait de caractère ou trait phénotypique, correspond à une version du caractère phénotypique.
Par exemple, pour l'espèce Homo Sapiens: «présence de deux yeux», «présence de 2 mains», «température corporelle» sont des caractères.
Mais «yeux bleus», «mains à 5 doigts» , «température corporelle à 37°C» sont des traits de caractères.
♦Pour l'espèce Cannabis sativa L: «formation et regroupements de pistils», «feuilles palmées et dentelées», «trichomes» et «branches» sont des caractères.
Mais «têtes compactes», «feuilles longues et très fines», «taille des trichomes» ou «branches latérales très ramifiées» sont des traits de caractères (ou traits phénotypiques) .
Résumé:
En gros, le trait de caractère est au caractère phénotypique ce que l’allèle est au gène : c’est une version de celui-ci
III. GÉNOTYPE et PHÉNOTYPE
►Le génotype est l’ensemble des allèles d’un individu. Toutes les cellules d’un individu ont donc le même génotype (excepté les cellules reproductrices, mais n’entrons pas dans les détails).
►Le phénotype est l’ensemble des caractères d’un individu. Mais il arrive parfois que l’on restreigne le phénotype à un seul caractère, il correspond alors davantage au trait de caractère.
Il existe en quelque sorte une relation de cause à effet entre le génotype et le phénotype:
Le phénotype résulte de la combinaison de deux éléments : l’expression du génotype et l’influence de l’environnement
Résumé:
Phénotype = expression du génotype et influence de l’environnement
Exemple d'expression phénotypique : La couleur de la peau est gouvernée par plusieurs gènes, les allèles « clairs » ont été sélectionnés assez récemment (10 à 20 000 ans) parce qu’ils permettent une meilleure synthèse de la vitamine D dans des conditions d’éclairement faible et évitent ainsi le rachitisme.
Le génotype s'est exprimé (pour optimiser la synthèse de la vitamine D et éviter le rachitisme) sous l'influence de l'environnement (luminosité et ensoleillement faible des pays du nord) donnant un phénotype à peau claire beaucoup plus adapté.
►Pour ceux qui veulent aller un peu plus loin : l’information génétique.
L'information génétique est l'information portée par le génome d'un organisme, contenu dans chaque cellule sous forme d'ADN. Porté par les chromosomes, elle est localisée à l'intérieur du noyau chez les eucaryotes (animaux et plantes)
Imaginez un DVD : c’est le matériel, le support. Il contient une information, codée. Cette information est lue et décodée par un lecteur DVD et affichée sous la forme d’une succession d’images qui donne un film.
Vous arrivez à comprendre ? Dans ce cas bravo, vous avez presque assimilé ce qu’est l’information génétique !
Maintenant, il ne reste plus qu’à établir la correspondance entre DVD, lecteur DVD, images et film et les mots ADN, acides aminés et protéines.
Pour bien comprendre, reprenons étape par étape l’analogie du film : quelles sont les étapes pour voir un film ?
1. Le film n’est ni plus ni moins qu’une information codée. Un film est codé sur le DVD sous la forme de gravures nanométriques (des sortes de petits trous gravés à la surface du DVD et qui sont détectées par le dispositif laser du lecteur DVD).
2. Cette information (les « petits trous ») nécessite un support : le DVD
3. Un lecteur : le lecteur DVD décode les informations contenues dans le DVD
4. On obtient finalement des images
5. L’enchainement de ces images donne le film
Maintenant on fait la correspondance entre les mots ci-dessus et les mots propres au matériel génétique et on suit les mêmes étapes qu’avec la lecture du film :
1. L’information génétique correspond à l’enchaînement des nucléotides qui correspond elle-même à l’ordre des gravures nanométriques sur la surface du DVD
2. Elle a un support : la molécule d’ADN
3. Il y a 2 lecteurs : une enzyme (l’ARN polymérase) et des ribosomes
4. La lecture conduit à former des acides aminés = les images du film
5. L’enchaînement des acides aminés donne une protéine = le film
Pour résumer et en condensant au maximum :
- DVD-Rom = ADN
- images = acides aminés
- film = protéine
- gravures nanométriques = nucléotides
- information génétique = ordre d’enchainement des nucléotides équivalent à l'ordre d’enchainement des gravures nanométriques
