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Un allèle hétérozygote peut-il montrer une expression non hétérozygote dans une famille ?


Je fais une étude familiale à la recherche de nouvelles variantes associées au cancer dans des échantillons de lignée germinale ; l'objectif est de trouver des biomarqueurs candidats qui pourraient être utilisés pour une détection précoce. À une étape antérieure de notre analyse, nous avons éliminé une famille qui présentait une mutation hétérozygote connue pour être associée à notre cancer, en partant du principe que cette mutation connue expliquait mieux la présence de la maladie que toute nouvelle variante que nous aurions pu trouver.

J'ai maintenant trouvé une autre mutation, fortement associée à notre cancer, qui ne semble pas être hétérozygote. 2 membres de la famille sur 3 partagent cette mutation avec une fréquence allélique intrafamiliale de 0,5.

Essayer de décider si cela signifie que je dois écarter cette famille d'un examen plus approfondi, ajuster ma pensée ou ne pas m'en inquiéter. Ma pensée actuelle est qu'il serait plus sûr d'éliminer la famille de la considération parce que la mutation est pathogène et trouvée dans la lignée germinale, mais je ne peux pas comprendre comment l'absence d'un modèle hétérozygote affecte les choses. Cela signifie-t-il absolument que la variante n'a pas été héritée ? Quelqu'un peut-il m'aider à clarifier mes idées?


Protéines

Antonio Blanco , Gustavo Blanco , dans Biochimie médicale , 2017

Les protéines sont des macromolécules formées par des acides aminés

Les protéines sont des molécules de grande taille (macromolécules), des polymères d'unités structurelles appelées acides aminés. Au total, 20 acides aminés différents existent dans les protéines et des centaines à des milliers de ces acides aminés sont liés les uns aux autres en longues chaînes pour former une protéine. Les acides aminés peuvent être libérés des protéines par hydrolyse. (L'hydrolyse est le clivage d'une liaison covalente par addition d'eau dans des conditions adéquates.)

Du fait de leur grande taille, les protéines forment obligatoirement des colloïdes lorsqu'elles sont dispersées dans un solvant approprié. Cette propriété distingue de manière caractéristique les protéines des solutions contenant des molécules de petite taille.

Étant donné que les acides aminés sont les « éléments constitutifs » des protéines, leur structure et leurs propriétés seront considérées en premier.


Modèles d'hérédité mendélienne

Au sein d'une population, il peut y avoir plusieurs allèles pour un gène donné. Les individus qui ont deux copies du même allèle sont appelés homozygote pour cet allèle, les individus qui ont des copies de différents allèles sont appelés hétérozygote pour cet allèle. Les schémas héréditaires observés dépendront du fait que l'allèle se trouve sur un chromosome autosomique ou sur un chromosome sexuel, et si l'allèle est dominant ou récessif.

Autosomique dominante

Si le phénotype associé à une version donnée d'un gène est observé alors qu'un individu n'en possède qu'une seule copie, l'allèle est dit autosomique dominant. Le phénotype sera observé si l'individu a une copie de l'allèle (est hétérozygote) ou a deux copies de l'allèle (est homozygote).

Autosomique récessif

Si le phénotype associé à une version donnée d'un gène n'est observé que lorsqu'un individu possède deux copies, l'allèle est dit autosomique récessif. Le phénotype ne sera observé que lorsque l'individu est homozygote pour l'allèle concerné. Un individu avec une seule copie de l'allèle ne montrera pas le phénotype, mais pourra transmettre l'allèle aux générations suivantes. En conséquence, un individu hétérozygote pour un allèle autosomique récessif est connu comme un transporteur.

Hérédité liée au sexe ou à l'X

Dans de nombreux organismes, la détermination du sexe implique une paire de chromosomes qui diffèrent par leur longueur et leur contenu génétique - par exemple, le système XY utilisé chez les êtres humains et d'autres mammifères.

Le chromosome X porte des centaines de gènes, et beaucoup d'entre eux ne sont pas liés à la détermination du sexe. Le plus petit chromosome Y contient un certain nombre de gènes responsables de l'initiation et du maintien de la masculinité, mais il manque des copies de la plupart des gènes que l'on trouve sur le chromosome X. En conséquence, les gènes situés sur le chromosome X présentent un modèle caractéristique d'hérédité appelé sexe-liaison ou Liaison en X.

Les femelles (XX) ont deux copies de chaque gène sur le chromosome X, elles peuvent donc être hétérozygotes ou homozygotes pour un allèle donné. Cependant, les mâles (XY) exprimeront tous les allèles présents sur le chromosome X unique qu'ils reçoivent de leur mère, et des concepts tels que « dominant » ou « récessif » ne sont pas pertinents.

Un certain nombre de conditions médicales chez l'homme sont associées à des gènes sur le chromosome X, notamment l'hémophilie, la dystrophie musculaire et certaines formes de daltonisme.


Quels sont les traits hétérozygotes?

Chaque fois qu'un individu a deux allèles différents pour un gène, le génotype de l'individu est hétérozygote. Pour les gènes à dominance simple, comme l'exemple du pois, l'allèle dominant est toujours exprimé, de sorte que les individus hétérozygotes ont le trait dominant. Cependant, tous les gènes ne présentent pas une dominance simple, et parfois les individus hétérozygotes ont un phénotype distinct. En dominance incomplète, le phénotype hétérozygote est intermédiaire entre les phénotypes homozygotes. En codominance, les deux phénotypes homozygotes sont exprimés chez des individus hétérozygotes.


Discussion

La RMAE présente un intérêt en tant que phénomène épigénétique car elle nécessite une régulation inégale de deux allèles, même s'ils sont identiques. De plus, étant donné que les mécanismes d'empreinte parentale ne sont pas en jeu, il est nécessaire que le RMAE des gènes individuels soit établi de manière indépendante dans les cellules individuelles au cours du développement, un peu comme l'inactivation de l'X chez les femelles, sauf que la décision se produit au niveau de l'individu. gène autosomique par opposition à l'ensemble du chromosome X. Les RMAE induites par le réarrangement de l'ADN des gènes des récepteurs d'immunoglobulines et des cellules T étaient les seuls exemples connus de RMAE autosomiques jusqu'à ce que le rapport de l'expression monoallélique dans la famille des gènes des récepteurs odorants et les rapports ultérieurs d'une poignée d'autres gènes, les plus impliqués dans le système immunitaire et le systèmes immunitaires chimiosensoriels.

En utilisant des puces de génotypage SNP capables d'interroger à l'échelle du génome, nous avons récemment établi que la RMAE des gènes autosomiques est répandue dans le génome humain, affectant environ 10 % des gènes évalués [10]. Afin de comprendre l'étendue de ce phénomène et sa conservation évolutive, dans ce travail, nous avons examiné la RMAE dans des cellules de souris, en utilisant une approche à l'échelle du génome dans des lignées cellulaires clonales. Nous observons une expression monoallélique répandue chez la souris, comprenant plus de 10 % des gènes, comme en témoigne l'expression spécifique à l'allèle observée dans une ou plusieurs lignées cellulaires clonales de lymphoblastes de souris. Un nombre plus petit mais toujours important de gènes se sont avérés être RMAE dans les fibroblastes (figure S1 et note 1 dans le fichier supplémentaire 1). Comme nous l'avons constaté en analysant les gènes humains, pour la plupart des gènes de souris RMAE, l'état d'expression allélique varie d'un clone à l'autre : tantôt monoallélique maternel, tantôt monoallélique paternel, tantôt biallélique (98,1% des gènes ont au moins un clone BAE). Nous n'avons pas répété la vaste in vivo validation de la RMAE qui a été réalisée pour l'étude précédente de la RMAE des gènes humains. En tant que tel, il est formellement possible que certains des RMAE observés dans les lignées cellulaires de souris diffèrent des modèles d'expression in vivo. Cependant, étant donné le caractère concluant avec lequel la RMAE détectée dans les lignées cellulaires humaines a été validée in vivo pris conjointement avec la similitude globale des mécanismes de régulation des gènes chez l'homme et la souris, il est raisonnable de s'attendre à ce que le RMAE trouvé dans les lignées cellulaires de souris reflète généralement la situation in vivo.

Comme pour l'homme, le choix de l'allèle actif n'est pas coordonné à l'échelle du chromosome dans un clone donné, l'état d'expression de chaque gène monoallélique est indépendant des autres. En conséquence, chaque clone a une signature unique d'expression spécifique à l'allèle, créant une hétérogénéité épigénétique étendue dans des cellules par ailleurs identiques. La diversité des motifs observés au sein d'une population de lignées cellulaires pourrait s'expliquer par une période initiale de plasticité (ou choix aléatoire) suivie d'une fixation de l'état d'expression allélique de chaque allèle. Les propriétés du RMAE décrites ci-dessus pour la souris sont similaires à ce qui a été observé dans les lymphocytes clonaux humains [10].

La RMAE autosomique a le potentiel d'avoir un impact sur la fonction biologique en créant trois états cellulaires distincts pour chaque gène dans les cas où les deux allèles codent pour des produits géniques fonctionnels. Pour chaque gène donné, ces états seraient définis par l'expression de l'allèle maternel, de l'allèle paternel ou des deux allèles. La stabilité observée du choix allèle-spécifique dans un clone donné [9, 10], ainsi que in vivo l'expansion clonale, peut conduire à la croissance de plaques macroscopiques de tissus aux propriétés subtilement distinctes. Dans les études sur la RMAE humaine, de tels patchs ont été montrés dans le placenta normal [10]. En général, la taille de ces plaques dépendrait du stade de développement auquel le choix allélique est fait pour chaque tissu en développement. Compte tenu du grand nombre de gènes autosomiques impliqués, il existe un potentiel évident pour la RMAE de contribuer aux différences phénotypiques entre les organismes individuels.

Considérant les gènes orthologues évalués pour la RMAE dans des types de cellules similaires chez la souris et l'homme, nous constatons que le nombre de gènes soumis à la RMAE chez les deux espèces est cinq fois plus important que ce à quoi on pourrait s'attendre par hasard (Figures 3a, b). Nous pouvons ainsi conclure que des caractéristiques régulatrices permettant à un gène d'être RMAE étaient présentes chez le dernier ancêtre commun des rongeurs et des primates, et que ces caractéristiques ont été maintenues au cours des 65 à 85 millions d'années intermédiaires [17]. Selon une interprétation, une telle conservation évolutive pourrait être due à l'avantage sélectif de la RMAE de ces gènes. En effet, pour certains exemples connus d'expression monoallélique autosomique, tels que les récepteurs olfactifs et les immunoglobulines, l'avantage adaptatif de l'expression monoallélique est clair : elle confère une spécificité unique à des cellules par ailleurs identiques. Cependant, il est également formellement possible que pour au moins certains des gènes RMAE de souris nouvellement identifiés, RMAE ne soit pas en soi adaptatif, mais soit plutôt une conséquence d'autres caractéristiques régulatrices sur lesquelles agissent des pressions sélectives. Une autre possibilité étayée par ces données serait que la RMAE de certains gènes affecte négativement l'aptitude de l'organisme au point que ces gènes sont exclus de la RMAE, ce qui entraîne une BAE obligatoire et donc conservée. Cela limiterait ainsi le pool d'orthologues qui ont le potentiel d'afficher RMAE.

Dans une différence frappante avec la RMAE humaine, dans les cellules murines 129S1/SvImJ × Cast/EiJ, nous observons souvent une « RMAE asymétrique » statistiquement significative, dans laquelle, pour un gène donné, il y a une expression préférentielle d'un allèle pour les cellules avec une expression monoallélique (Figure 4 ). Dans les cas extrêmes qui restent dans les limites de notre définition de RMAE, toutes les instances d'expression monoallélique proviennent du même allèle, tandis que l'autre allèle n'est actif que dans les clones qui montrent BAE. Cette RMAE asymétrique ressemble à l'inactivation asymétrique du chromosome X qui a été observée chez les hybrides F1 de souris, et qui a été attribuée à des propriétés distinctes des éléments de séquence connus sous le nom de centres d'inactivation X [15]. Dans le cas d'une inactivation asymétrique du chromosome X, chaque cellule a toujours choisi l'une ou l'autre copie du chromosome X pour être active. Ce qui est faussé, c'est l'abondance relative de ces cellules avec un X actif par rapport aux cellules avec l'autre X actif.

La notion de RMAE asymétrique a des implications importantes pour l'interprétation des données mesurant l'expression allèle-spécifique des gènes autosomiques, car une telle asymétrie pourrait sous-tendre certains cas dans lesquels une « empreinte incomplète » a été observée, ainsi que des cas où le déséquilibre allélique suit la tension de origine (et cis-les polymorphismes de régulation ont été présumés être le seul mécanisme de régulation). Par exemple, un gène qui est exprimé de manière égale à partir des deux allèles dans la moitié des cellules, et d'un seul allèle dans l'autre moitié des cellules, semblerait montrer un déséquilibre allélique significatif lorsqu'il est évalué dans une population cellulaire mixte (par exemple, 2 :1 si le niveau d'expression est fixé par allèle Figure 5). Cependant, les mécanismes sous-jacents et les conséquences fonctionnelles (en particulier pour les gènes dotés de fonctions cellulaires autonomes, tels que les suppresseurs de tumeurs) seraient très différents de ceux d'un déséquilibre allélique « classique » (c'est-à-dire dû à l'interaction de cis- et trans-facteurs [18].

Expression monoallélique spécifique au clone et déséquilibre allélique à l'échelle tissulaire. Un déséquilibre allélique a été noté pour une variété de gènes dans différents tissus et est généralement attribué à l'empreinte du parent d'origine ou à cis-variantes réglementaires. L'expression monoallélique aléatoire asymétrique (RMAE), lorsqu'un allèle est préférentiellement choisi pour l'expression, pourrait également entraîner un déséquilibre allélique à l'échelle du tissu. Dans une vue traditionnelle (à gauche), le niveau d'expression varie entre les deux allèles, l'allèle paternel (pat) contribuant davantage. Ceci est uniformément vrai parmi les cellules du tissu. En revanche, dans le scénario illustré à droite, une différence dans l'abondance relative des cellules avec différents états de RMAE entraîne un déséquilibre allélique à l'échelle du tissu. Mat, paternel, paternel.

Enfin, nous avons comparé le RMAE observé dans les lymphoblastes immortalisés à celui observé dans les lignées de fibroblastes. Semblable aux résultats rapportés pour les lymphoblastes, les fibroblastes démontrent RMAE à travers un grand nombre de gènes à travers le génome (Figure S1 dans le fichier supplémentaire 1). En revanche, un niveau global inférieur de RMAE (note 1 dans le fichier supplémentaire 1) a été observé dans les fibroblastes, une constatation qui est cohérente avec l'idée que la RMAE est spécifique au type cellulaire [9, 10].


Travaux pratiques pour l'apprentissage

Classe pratique

Reebops sont des animaux imaginaires, fabriqués à partir de guimauves (ou de morceaux d'emballage en mousse). Leurs caractéristiques sont déterminées par le caractéristiques codés dans leur chromosomes. Les deux parents sont hétérozygote pour toutes leurs caractéristiques (sauf leur sexe). Faire des modèles de cette manière s'est avéré très populaire auprès des étudiants de plus de 16 ans – dont beaucoup gardent leur bébé Reebops à la maison et en parlent avec une certaine affection !

Héritage et variation sont deux observations clés sur lesquelles le théorie de l'évolution par sélection naturelle est basé. Vous pouvez développer ce modèle d'héritage pour montrer comment une population de Reebops pourrait changer au cours des générations successives - comment elle pourrait évoluer - si vous générez des règles pour modéliser l'avantage qui pourrait être conféré aux individus par différentes caractéristiques.

Organisation de cours

Préparez-vous pour cette leçon en expliquant ce que votre cours exige que les étudiants sachent sur la structure de l'ADN, ce que sont les gènes et le fait que les chromosomes existent en paires homologues. Assurez-vous que les élèves comprennent l'idée de gamètes comprenant un chromosome de chaque paire homologue, et la progéniture ayant des paires homologues qui comprennent un chromosome du mâle et un du parent femelle.

Présentez des modèles de Reebops adultes mâles et femelles adultes aux élèves et attirez l'attention sur leurs caractéristiques.

Expliquez que les élèves ont reçu des instructions pour élever un Reebop mâle et une femelle afin de faire un bébé Reebop, et découvrez à quoi cela pourrait ressembler.

Fournissez aux élèves travaillant en binôme la feuille de procédure de l'élève, des enveloppes de chromosomes, une clé de décodeur et le matériel pour construire leur bébé Reebops.

Appareils et produits chimiques

Pour chaque groupe d'élèves :

Enveloppe des chromosomes de maman Reebop
(Note 1 et voir la fiche Ressources)

Enveloppe des chromosomes de Papa Reebop
(Note 1 et voir la fiche Ressources)

Grandes guimauves, blanches, 4 (Note 2)

Petites guimauves, en trois autres couleurs, jusqu'à 6 (Note 2)

Épingles, avec couvercles en plastique colorés - épingles de carte, punaises ou autres épingles, 8 (Note 2)

Clé du décodeur, 1 (voir la fiche Ressources)

Pour la classe – mise en place par technicien/enseignant :

Reebop mâle adulte et femelle adulte (Note 1)

Santé et sécurité et notes techniques

Assurez-vous que les élèves ne mangent pas de guimauves si vous travaillez dans un laboratoire.

1 Chromosomes : Photocopiez les modèles de chromosomes sur la carte. Copiez le Mum Reebop sur une carte rose ou rouge et le Papa Reebop sur du bleu. La plastification de la carte augmente le nombre de fois que vous pouvez les utiliser. Découpez les chromosomes et fixez-les en faisceaux avec un élastique.

2 Faire des Reebops adultes : Les guimauves qui ont légèrement séché fonctionnent mieux. Vous pouvez fabriquer les pièces Reebop dans n'importe quelle couleur, mais n'oubliez pas de mettre à jour la feuille de décodeur génotype/phénotype en conséquence.

  • Rejoignez trois grandes guimauves blanches avec des bâtonnets de cocktail comme « ligaments » pour les maintenir ensemble.
  • Fixez une tête (une autre grosse guimauve blanche) au-dessus du premier segment avec un bâtonnet à cocktail.
  • Faites une queue avec un morceau de cure-pipe. Maman et papa ont tous les deux des queues bouclées.
  • Faites quatre pattes avec des punaises bleues.
  • Ajoutez deux antennes – broches de la même couleur. Des épingles de couture à tête de verre seraient idéales ici.
  • Ajoutez des yeux – des punaises colorées (ou de petites guimauves).
  • Ajoutez un nez - une petite guimauve ou un autre type d'épingle.
  • Ajoutez des bosses aux segments du corps avec de petites guimauves, maintenues en place avec de courts morceaux de bâtonnet de cocktail.
  • Indiquez que votre Reebop est un homme ou une femme. Utilise ton imagination!

Questions éthiques

Il n'y a pas de problèmes éthiques associés à cette procédure. Cependant, notre compréhension de ce modèle de réassortiment d'allèles est au centre d'applications telles que le dépistage des troubles génétiques et d'autres techniques de reproduction sélective. Soyez prêt pour des discussions autour de ce modèle qui introduisent ces questions éthiques.

Procédure

SÉCURITÉ : Ne laissez pas les élèves manger les guimauves si vous travaillez dans un laboratoire. Même dans une salle de classe, découragez de manger les guimauves après qu'elles aient été manipulées et collées avec des épingles !

Préparation

une Composez les Reebops adultes, la clé du décodeur et les cartes chromosomiques.

b Collectez suffisamment de matériel pour fabriquer un bébé Reebop pour chaque paire de travail.

Enquête

c Discutez des Reebops adultes et de leurs caractéristiques.

Permettez aux élèves de lire et de suivre les instructions sur le tri et le réassortiment des chromosomes.

e Permettre aux élèves de décoder le génotype de leur bébé Reebop et de construire un modèle.

F Discutez des résultats.

Notes pédagogiques

L'ensemble de l'exercice est un modèle pour les processus de méiose, de fécondation et de développement. Vous pouvez attirer l'attention sur ce qui se passe lorsque vous travaillez avec le modèle et souligner en quoi il reflète (ou diffère de) nos idées sur le processus vivant. Voici quelques exemples.

  • Une bande élastique maintenant les chromosomes ensemble peut être considérée comme représentant des protéines histones ou l'enveloppe nucléaire.
  • Si les élèves « se trompent », examinez attentivement toutes les erreurs et essayez de faire des parallèles avec des erreurs naturelles telles que la non-disjonction ou les mutations.
  • Prolongez l'exercice en choisissant deux bébés pour leur permettre de « mûrir » rapidement et de les utiliser comme parents pour la prochaine génération.
  • Établissez des arbres généalogiques pour suivre l'héritage des caractéristiques sélectionnées.
  • Si vos nouveaux adultes sont à la fois hétérozygotes pour une caractéristique dominante et commencent une nouvelle population, réfléchissez au résultat de l'introduction d'une mutation récessive pour une caractéristique et voyez comment elle pourrait se propager dans une population.
  • Considérez comment la sélection naturelle pourrait agir sur ce groupe d'animaux. Quelles fonctionnalités pourraient conférer un avantage? ou un inconvénient dans certaines situations ? Comment éliminer une caractéristique d'une population ? Si vous divisez les Reebops en deux groupes, comment pourraient-ils se développer différemment dans différentes situations ?

Huit chromosomes devraient donner une bonne gamme d'expression phénotypique (384 résultats possibles). Si vous avez une grande classe, vous voudrez peut-être introduire des caractéristiques supplémentaires, telles que des ailes ou des branchies, pour augmenter la variation entre les descendants. Si tel est le cas, incluez un chromosome supplémentaire, du matériel supplémentaire et des informations supplémentaires sur la clé du décodeur.

Téléchargements

Téléchargez la fiche élève Making Reebops : un modèle pour la méiose (70 Ko) avec des questions et réponses.

Reconnaissance
Adapté avec la permission de Salters-Nuffield Advanced Biology. Pearson Education 2008. Les sources originales sont disponibles sous forme de fichiers pdf joints à ce document.

© 2019, Royal Society of Biology, 1 Naoroji Street, Londres WC1X 0GB Enregistré Charité No. 277981, Incorporé par Royal Charter


Pléiotropie

Certains gènes affectent plus d'un trait phénotypique. C'est appelé pléiotropie. Il existe de nombreux exemples de pléiotropie chez l'homme. Ils impliquent généralement des protéines importantes qui sont nécessaires au développement ou au fonctionnement normal de plus d'un système organique. Un exemple de pléiotropie chez l'homme se produit avec le gène qui code pour la principale protéine du collagène, une substance qui aide à former les os. Cette protéine est également importante dans les oreilles et les yeux. Des mutations dans le gène entraînent des problèmes non seulement dans les os mais aussi dans ces organes sensoriels, c'est ainsi que les effets pléiotropes du gène ont été découverts.

Un autre exemple de pléiotropie se produit avec l'anémie falciforme. Cette maladie génétique récessive survient lorsqu'il y a une mutation dans le gène qui code normalement la protéine des globules rouges appelée hémoglobine. Les personnes atteintes de la maladie ont deux allèles pour l'hémoglobine drépanocytaire, ainsi nommée pour la forme de faucille (Figure (PageIndex<4>)) que leurs globules rouges prennent dans certaines conditions telles que l'effort physique. Les globules rouges en forme de faucille obstruent les petits vaisseaux sanguins, provoquant de multiples effets phénotypiques, notamment un retard de croissance physique, certaines déformations osseuses, une insuffisance rénale et des accidents vasculaires cérébraux.

Figure (PageIndex<4>) : le globule rouge en forme de faucille sur la gauche est affiché à côté de plusieurs globules rouges normaux à des fins de comparaison.


Introduction

Le plus grand défi pour des estimations précises de l'ASE vient probablement du fait que les lectures des deux allèles sont mappées par rapport à une référence commune. Si l'un des allèles est plus similaire à la référence que l'autre, cela se traduit par un taux de réussite inégal du mappage de lecture (biais de mappage) (Degner et al. 2009 Kofler et al. 2011 ).

Plusieurs études existent qui proposent des cadres pour identifier l'expression de gènes spécifiques d'allèles à partir de données RNA-seq (Rozowsky et al. 2011 Squelette et al. 2011 Turro et al. 2011 Pâturage et al. 2012 Satya et al. 2012 Shen et al. 2012). Cependant, seules deux études, AlleleSeq (Rozowsky et al. 2011 ) et MMSEQ (Turro et al. 2011 ) fournissent un pipeline de logiciels, qui peut être utilisé par les chercheurs pour effectuer des analyses similaires. Conformément aux cadres proposés pour l'identification de l'ASE, les deux outils logiciels génèrent un génome diploïde sensible au polymorphisme comme référence pour la cartographie de lecture afin de réduire le biais de cartographie. Cependant, leur utilisation est limitée à des ensembles de données spécifiques. AlleleSeq n'infère pas de polymorphismes entre les génomes parentaux, mais requiert ces polymorphismes en entrée (Rozowsky et al. 2011). MMSEQ permet la détection de polymorphisme sur les données RNA-seq directement, mais nécessite le phasage des appels de génotypes avant la reconstruction des haplotypes parentaux (Turro et al. 2011). Les deux outils logiciels utilisent Bowtie (Langmead et al. 2009b ) pour le mappage de lecture courte, qui ne prend pas en charge les alignements avec écart, le mappage fractionné et le mappage compatible SNP. De plus, le cadre statistique d'AlleleSeq ne tient pas compte des données répliquées, et aucun des deux outils ne prend en compte un biais de cartographie résiduel.

Ici, nous présentons un nouvel outil logiciel complet et convivial, Allim, pour mesurer l'expression génique spécifique des allèles chez les individus F1, ce qui explique le biais de cartographie inévitable en combinant deux stratégies. Tout d'abord, un génome de référence diploïde sensible au polymorphisme est construit à partir d'ARN parental ou de données de lecture courte génomique. Deuxièmement, un outil de simulation spécifique à la séquence estime le biais de cartographie résiduel. De plus, au sein d'Allim, un cadre statistique est fourni, qui inclut une correction du biais de cartographie résiduel et peut tirer parti des données répliquées. Pour une cartographie de lecture courte optimale, Allim utilise GSNAP, qui est capable de cartographier la tolérance SNP, de cartographier les fractions et permet des alignements espacés (Wu & Nacu 2010).


Tt x Tt

En effet, nous pouvons maintenant voir pourquoi 1/4 des individus étaient petits puisque seulement un sur quatre (en bas à droite) possède le génotype tt c'est-à-dire qu'aucun grand T n'est présent dans 25% de la descendance. Ainsi, le génotype de la population F2 est de 25 % TT, 50 % Tt et 25 % tt (un rapport de 1:2:1). Le phénotype est cependant différent. Puisque les 3/4 possèdent au moins un grand T, ils seront grands. Ainsi, le rapport phénotypique est de 3:1 (grand vs petit).

Les individus totalement récessifs sont très utiles en génétique. Chaque fois que vous en voyez un, vous connaissez automatiquement le génotype entier (c'est-à-dire les deux allèles) de ce gène. Par exemple, si vous avez un individu de grande taille, vous savez qu'au moins un grand T est présent mais vous ne savez pas si le deuxième allèle est "T" ou "t". Ce n'est pas le cas pour les petits pois car ils peuvent seul être "tt." Ces descendants récessifs sont extrêmement précieux en génétique. Vous connaissez non seulement le génotype de l'individu en question, mais vous savez également que chacun des parents porte au moins un allèle récessif que vous puissiez le voir ou non (c'est-à-dire que la progéniture DOIT obtenir un petit "t" de CHAQUE parent ). Ces individus récessifs peuvent être utilisés pour « tester » une plante inconnue et rechercher tout allèle caché et récessif. C'est ce qu'on appelle un testcross.

Les résultats des croisements de Mendel lui ont permis de formuler son Loi de ségrégation, qui stipule que chaque organisme contient deux facteurs (c. Cela signifie que les allèles d'un organisme existent sous forme de paires (nous savons maintenant sur des chromosomes homologues séparés) et qu'un membre de la paire entre dans différents gamètes (c'est-à-dire que nous savons maintenant que les chromosomes homologues se séparent pendant la méiose I).

D'ACCORD. Vous comprenez maintenant, espérons-le, certaines des bases de la ségrégation des allèles dans les gamètes et de la fusion des gamètes pour former un zygote. En utilisant ce que nous avons appris ci-dessus, voyons si vous pouvez résoudre les deux problèmes de génétique monohybride suivants.

Hypothétiquement, la couleur brune (B) chez les rats-taupes nus est dominante par rapport à la couleur blanche (b). Supposons que vous rencontriez un rat-taupe brun, mâle et nu en classe et que vous décidiez de découvrir s'il était BB ou Bb en utilisant un testcross. Vous l'accoupleriez à une femelle blanche (totalement récessive) et examineriez la progéniture produite. Maintenant, si seulement 2-3 descendants étaient nés et qu'ils étaient tous bruns, vous seriez toujours incertain s'il était BB ou Bb (par exemple, même si les chances sont de 50:50 que vous produisiez un garçon ou une fille, il il y a plein de gens qui produisent 4-5 filles et jamais un garçon et vice versa). Mais, si les rats-taupes produisent 50 descendants et tous sont bruns, alors il est probable qu'aucun allèle caché ne soit présent et que le mâle soit BB. Mais, que se passe-t-il si une progéniture blanche est produite? Vous sauriez que le parent brun avait un petit allèle "b" caché. Donc, ce que vous devez faire est d'effectuer un test croisé sur ce rat-taupe brun, mâle, hétérozygote et nu. Quels sont les rapports génotypiques et phénotypiques attendus d'un tel croisement ?

Et si vous éleviez des dragons snap et croisiez une plante rouge homozygote (RR) avec une plante blanche homozygote (rr) ? En botonie, « vraie reproduction » signifie homozygote. Dans ce cas, 100% des individus F1 seraient roses ! Il s'agit d'un exemple de « dominance incomplète », où les deux allèles contribuent au résultat. Dans certains cas de dominance incomplète, les deux allèles peuvent contribuer à parts égales, de sorte qu'un allèle produirait un pigment rouge et l'autre blanc, ainsi une plante rose apparaîtra. Dans un autre cas, un allèle peut être non fonctionnel. Bien que dans de nombreux cas, un seul allèle soit nécessaire, peut-être que dans ce cas, seule la moitié de la quantité de pigment nécessaire est produite et donc le rose est dû à la faible quantité de pigment rouge dans les pétales. Qui sait. Quoi qu'il en soit, utilisez un carré de Punnett et faites un croisement entre une plante rouge homozygote et une plante blanche homozygote. Ensuite, prenez la progéniture résultante et croisez-les également entre elles (c'est-à-dire F1 x F1). Ensuite, déterminez les rapports phénotypiques et génotypiques.

Les exemples ci-dessus impliquaient un seul gène et un seul ensemble d'allèles. Mais que se passe-t-il si DEUX gènes différents sont impliqués. Eh bien, cela rend les croisements plus compliqués et nous appelons cela un croix dihybride. Tant que les gènes sont sur des chromosomes séparés, les choses se passent assez facilement. Seuls les carrés de Punnett sont plus grands (16 carrés au lieu de 4). Croisons donc un individu homozygote dominant pour le gène A (AA) et homozygote dominant pour le gène B (BB) avec quelqu'un qui est homozygote récessif pour le gène A (aa) et homozygote récessif pour le gène B (bb). Si vous suivez le mouvement des allèles dans les gamètes, par exemple avec l'AABB, les allèles vont s'assortir comme suit : le premier A dans l'AABB va avec le premier B (j'ai souligné cet ensemble) et est placé dans la colonne 1 ( bleu clair) dans le deuxième appariement le premier A va avec le deuxième B (colonne 2) dans le troisième appariement le deuxième A va avec le premier B (colonne 3) et dans le quatrième appariement le deuxième A va avec le deuxième B (colonne 4). Ensuite, faites de même pour l'individu aabb et placez ces paires d'allèles dans les quatre rangées (vert clair). Comme vous le remarquerez ci-dessous, tous les descendants sont AaBb et posséderont le même phénotype.


Comment les traits récessifs peuvent-ils sauter des générations ?

Les traits récessifs peuvent sauter des générations car un phénotype dominant peut être produit soit par un génotype dominant homozygote, soit par un génotype hétérozygote. Ainsi, deux individus hétérozygotes auraient le phénotype dominant pour un trait, mais comme ils ont chacun un allèle récessif, ils pourraient tous les deux transmettre un allèle récessif à une progéniture, produisant une progéniture homozygote récessive avec le phénotype récessif. Ce serait un croisement monohybride.

Exemple:
Chez la souris, la couleur du pelage noir est dominante et le blanc est récessif. L'allèle noir est représenté par la lettre B et l'allèle blanc est représenté par la lettre b.

Deux souris noires hétérozygotes (Bb) pour le phénotype noir produisent une descendance. Le carré de Punnett suivant représente les possibilités pour leur progéniture.


Comme vous pouvez le voir, il y a 1 chance sur 4 (25 %) qu'ils aient une progéniture homozygote récessive (bb) avec le phénotype blanc.

Ainsi, les deux parents hétérozygotes (Bb) ont la couleur dominante de la robe noire, mais la génération suivante, leur progéniture, pourrait avoir le génotype récessif homozygote (bb), produisant la couleur récessive de la robe blanche.