liaison génétique et crossing-over mind map

Comprendre le sujet

La liaison génétique désigne la tendance de gènes situés sur un même chromosome à être transmis ensemble, ce qui dévie des proportions de Mendel. Le crossing-over, lors de la prophase I de la méiose, échange des fragments entre chromatides homologues et produit des recombinaisons. La fréquence de recombinaison permet de cartographier la position relative des gènes, comme l'ont montré les travaux de Sturtevant et Morgan sur la drosophile.

Liaison complète et liaison incomplète
Lorsque deux gènes sont si proches qu'aucun crossing-over ne les sépare, la liaison est dite complète : les descendants d'un hétérozygote croisé avec un double récessif ne montrent que les deux phénotypes parentaux, en proportions égales. Dans le cas plus fréquent de la liaison incomplète, le crossing-over sépare parfois les gènes et produit des recombinants en proportion variable, généralement inférieure à 50 pour cent. Cette proportion de recombinants reflète la distance entre les gènes : plus ils sont proches, plus la liaison paraît forte. Il faut noter que même des gènes éloignés sur le même chromosome peuvent sembler indépendants si la recombinaison atteint 50 pour cent.

Les travaux de Morgan et Sturtevant
Thomas Hunt Morgan et son équipe, travaillant sur la drosophile au début du vingtième siècle, ont observé que certains gènes ne suivaient pas les lois de l'assortiment indépendant. Alfred Sturtevant, alors étudiant dans son laboratoire, eut l'idée d'utiliser les fréquences de recombinaison pour ordonner les gènes le long d'un chromosome : plus deux gènes sont éloignés, plus le crossing-over les sépare souvent. Il publia ainsi en 1913 la première carte génétique, portant sur six gènes liés du chromosome X de la drosophile. Ces travaux ont fourni un argument majeur en faveur de la localisation chromosomique des gènes.

Calculer une distance génétique
La distance entre deux gènes s'estime par le pourcentage de descendants recombinants dans un croisement test : un taux de recombinaison de 5 pour cent correspond à 5 centimorgans. Cette méthode a des limites qu'il faut connaître. Au-delà d'une certaine distance, un double crossing-over peut restaurer la disposition parentale et faire sous-estimer la distance réelle, la recombinaison observée plafonnant à 50 pour cent. De plus, la fréquence de recombinaison n'est pas uniforme le long des chromosomes : certaines régions, dites points chauds, échangent plus souvent que d'autres. Les cartes de liaison reflètent donc des probabilités plutôt que des distances physiques exactes.

Exceptions et nuances importantes
La liaison génétique présente des exceptions instructives. Chez la drosophile, le mâle ne présente pas de crossing-over lors de la méiose, ce qui fait que les gènes liés se transmettent intégralement de père en fils. Chez l'humain, les gènes portés par le chromosome X montrent des schémas de transmission particuliers, comme l'hémophilie, mais cela relève de la liaison au sexe plutôt que de la liaison simple entre autosomes. Enfin, la recombinaison n'est pas homogène entre espèces ni entre individus, et les cartes physiques issues du séquençage ont révélé des écarts avec les premières cartes de liaison établies par croisements.