Épistasie

Définition

L'épistasie est l'interaction entre différents gènes pour exprimer un caractère phénotypique particulier, c'est-à-dire lorsque l'expression d'un ou plusieurs gènes dépend de l'expression d'un autre gène. L'épistasie et l'interaction génétique se réfèrent au même phénomène.

Schéma exemple d'une épistasie :

Les combinaisons de gènes avec des carrés de Punnett avec épistasie donnent 8 individus sur 16 de la génération F1 qui sont conducteurs du gène récessif c.

Explications

Une épistasie est un type d'action génétique où un gène élimine ou modifie les phénotypes qualitatifs produits par un second gène. Cette interaction donne généralement lieu à l'expression de nouveaux phénotypes qualitatifs. Elle produit lorsque l'action d'un gène est modifiée par l'action d'un ou plusieurs gènes.

Le gène dont le phénotype est exprimé est appelé épistatique, tandis que le phénotype modifié ou supprimé est appelé hypostatique (d'une hypostasie). Ce phénomène peut intervenir à la fois entre des gènes qui se séparent indépendamment et entre des loci liés; bien que, dans le cas de gènes liés, les fréquences phénotypiques attendues chez la progéniture varient en raison des effets de la recombinaison.

✅ Dans le cadre d'une variance (variance génétique), voir aussi la variance génétique d'épistasie. 🚩 Si épistasie et interaction génétique se réfèrent au même phénomène, le mot "épistasie" est surtout utilisé en génétique des populations et se réfère spécifiquement aux propriétés statistiques du phénomène.

Cas d'épistasie

Les cas d'épistasie sont les suivants selon un caractère récessif ou un caractère dominant (sans superdominance) :

• Récessif simple : Il s'agit d'une interaction génétique produite par l'action d'un gène dont les allèles récessifs empêchent l'expression phénotypique d'un autre gène. Un exemple est la couleur des Labradors qui, dans leur état homozygote et hétérozygote, sont noires (B_E_), dans leur état hétérozygote brun (bbE_) et jaune (B_ee; bbee) dans le F2, puis les proportions 9/16 sont obtenues; 3/16; 4/16 respectivement dans l'expression du phénotype de couleur des retrievers du Labrador, mais il n'existe qu'au niveau d'une paire d'allèles qui masque l'expression d'une autre paire, dominante ou récessive, comme dans le cas des chiens bruns.
• Dominant simple : C'est le cas contraire au précédent, le masquage d'un gène par les allèles dominants du gène épistatique. Dans le cas des citrouilles de couleur en croisant un homozygote dominant (AABB) avec un autre homozygote récessif (aabb) une descendance F1 tout blanc (obtenu AaBb) étant (A) l'allèle responsable de la couleur blanche, puis en faisant le croise F1 X F1 on obtient une descendance F2 de relations blanc (A_B_; A_bb), jaune (aaB_) et vert (aabb), étant l'allèle (B) responsable de la couleur jaune et (b) de couleur verte; une relation 12/16, 3/16, 1/16 par rapport à l'expression phénotypique est obtenue.
• Double récessif : Produit par la double action des allèles récessifs sur tout autre allèle, il suffit de coïncider dans le génotype des allèles récessifs sous la forme (aa) ou sous la forme (bb) pour que le masquage intervienne dans ce double cas récessif. Nous avons comme exemple le cas des fleurs qui croisant un homozygote violet dominant (AABB) avec un homozygote récessif blanc (aabb) donnent naissance à une descendance F1 tout violet (AaBb) lors du croisement de F1 X F1, une descendance F2 de phénotype violet (A_B_) et blanc (A_bb; aaB_; aabb), ayant un rapport d'expression phénotypique de 9/16, 7/16.
• Dominant double : La présence d'au moins un allèle dominant A ou B masque l'expression d'un autre gène même si une seule des conditions d'allèles dominantes ou récessives intervient dans le génotype, en prenant comme exemple les précurseurs de la chlorophylle où à la fois (A) et (B) expriment le pigment vert (chlorophylle) que nous avons alors dans la descendance F2 avec de la chlorophylle (A_B_; A_bb; aaB_) et des plantes sans chlorophylle létale (aabb) dans les proportions 15/16, 1/16 par rapport à l'expression phénotypique de la plante.
• Double dominant récessif : L'allèle dominant d'un locus (par exemple A) et récessif de l'autre (b) suppriment respectivement l'action des autres allèles. Un rapport phénotypique de 13 : 3 est obtenu. Un exemple de ceci est le personnage qui contrôle la production de grains de maïs violets ou jaunes. Deux loci indépendants contrôlent la couleur du maïs, l'allèle dominant A produit un pigment violet et l'allèle a produit du jaune. L'allèle B du locus B / b est un inhibiteur de pigmentation, mais b ne l'inhibe pas. Treize jaunes et trois violets seront produits.

Épistasie et recombinaison

En général, l'augmentation d'aptitude de n'importe quel gène dépend de nombreux autres gènes de manière compliquée. Mais en raison de l'évolution de la science de la génétique des populations, les scientifiques évolutionnistes ont tendance à considérer l'épistasie comme l'exception à la règle. Dans les premiers modèles de sélection naturelle conçus au début du 20^ème siècle, chaque gène était considéré comme apportant sa propre contribution caractéristique à la forme physique au sein d'un ensemble d'autres gènes. La génétique des populations est encore enseignée de cette manière dans les matières d'introduction à l'université.

Des exemples de gènes étroitement liés qui ont des effets épistatiques sur la forme physique peuvent être trouvés dans les supergènes et les gènes humains du complexe majeur d'histocompatibilité. L'effet peut exister directement au niveau génomique, où un gène pourrait coder pour une protéine qui empêche la transcription de l'autre gène. En revanche, l'effet d'un gène peut exister au niveau phénotypique. Par exemple, le gène qui cause l'albinisme cacherait le gène qui contrôle la couleur des cheveux. Autre exemple : le gène codant pour le bec de la veuve serait caché par un autre qui provoquerait l'alopécie. L'épistasie du fitness(où le trait affecté est la forme physique) est une cause de déséquilibre de liaison.

L'étude des interactions génétiques peut révéler la fonction des gènes, la nature des mutations, la redondance fonctionnelle et les interactions protéiques. Parce que les complexes protéiques sont responsables de la plupart des fonctions biologiques, les interactions génétiques sont un outil puissant.

Exemple

L'affichage de la couleur d'une souris avec trois couleurs de fourrure différentes : marron, noir et blanc (albinos). Le noir domine le brun.

Il existe deux gènes pour les trois couleurs : l'un peut être sous la forme B (noir) ou b (marron), l'autre sous la forme C (coloré) ou c (non coloré). Le pigment qui peut être produit dépend du premier gène et de la production de pigments sur le second. Le deuxième gène est épistatique au-dessus du premier. Lors du croisement de deux souris avec le génotype B b C c ainsi obtenu à 4/16 souris blanches (cc -quel que soit le pigment-), (BB et CC ou CC) à 3/16 souris marron et noires 9/16 (Bb ou BB, Cc ou CC).

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