Chaque organisme vivant peut être considéré comme un ensemble de traits. Chacun de ces traits est codé par un gène ou des gènes dans l'ADN de cet organisme.
Bactéries n'ont qu'une seule copie de chaque gène, les plantes et la plupart des animaux en ont deux. Lorsque de légères variations du gène existent dans la population, chaque variation est appelée un allèle.
Les traits d'allèle unique sont des traits déterminés par un seul allèle par opposition à plusieurs. Certains traits, tels que la couleur des yeux, peuvent être déterminés par plus d'un allèle, mais de nombreux traits sont déterminés par des gènes uniques.
Définition d'un allèle
Les gènes codent pour des traits particuliers dans un organisme individuel. Lorsque différentes formes du gène apparaissent à la suite de mutation aléatoire et/ou des pressions évolutives, chaque forme du gène est appelée un "allèle". Lorsque certains traits sont déterminés par un seul gène, ils sont appelés traits monogéniques.
Un exemple courant est celui des lobes d'oreilles attachés. Les humains peuvent avoir des lobes d'oreille attachés qui se connectent au côté de la tête ou ils peuvent avoir des lobes d'oreille non attachés.
Le gène peut être représenté par F (l'allèle des lobes d'oreilles libres) et f (l'allèle des lobes d'oreilles attachés). L'allèle libre est dominant, donc les humains avec les génotypes FF ou Ff auront des lobes d'oreilles libres. Un génotype ff se traduira par quelqu'un avec des lobes d'oreilles attachés.
Fixation des allèles
Vous ne voudriez pas plus d'une option pour la plupart des gènes. À moins que quelque chose ne cloche, les humains naissent avec deux jambes, dix doigts et un cœur à quatre chambres. Le plan de base pour la disposition d'un organisme n'a qu'une seule option pour la plupart de ses composants, car toute variation signifierait que l'organisme ne fonctionnerait pas aussi bien, voire pas du tout.
Lorsqu'un gène n'existe que sous la forme d'un seul allèle dans une population, il est appelé fixation des allèles. Les gènes polymorphes, en revanche, ont plus d'un allèle. Une étude de 1999 a estimé que 30 pour cent des gènes humains sont polymorphes.
ARNr 16S
Le gène de l'ARNr 16S est un morceau d'ADN partagé par toutes les bactéries. Il est hautement conservé, ce qui signifie que son rôle est si critique qu'il n'a qu'un seul allèle pour chaque population et chaque espèce de bactérie. Il code, comme son nom l'indique, pour un morceau de ARNr, ou ARN ribosomique, qui fait partie du ribosome.
Ribosomes sont l'endroit où les protéines sont synthétisées dans la cellule, vous pouvez donc voir pourquoi le gène n'a pas beaucoup changé au cours des millénaires.
Mouches des fruits blanches
Les gènes hautement conservés ont un allèle car ils subissent de fortes pressions de sélection qui favorisent cet allèle. Les petites populations peuvent également perdre un allèle par dérive génétique, qui est essentiellement un hasard aléatoire.
Peter Buri a fait une expérience dans laquelle il a commencé avec 107 populations distinctes de 16 mouches des fruits chacune, chaque population ayant une répartition égale d'allèles de couleur rouge-orange et blanche. En raison du hasard de l'accouplement et de la petite population, la progéniture après plusieurs générations était soit presque entièrement rouge, soit presque entièrement blanche.
Certaines des populations ont atteint la fixation des allèles, faisant de la couleur de ces populations un trait à allèle unique.
Alcool déshydrogénase dans le maïs
Une expérience au début des années 1960 a montré l'importance du gène Adh1, qui code pour l'alcool déshydrogénase du maïs. Le gène n'avait qu'un seul allèle et les chercheurs ont induit une mutation à l'aide d'un mutagène, une substance qui provoque des erreurs dans le processus de copie de l'ADN.
Les plantes avec la mutation ont germé et se sont très bien développées dans des conditions normales, mais lorsque les racines de la plante étaient trop humides, les plantes sans alcool déshydrogénase sont mortes. Le maïs est gorgé d'eau assez souvent pour que tous les plants de maïs aient la même version d'une importance vitale du gène Adh1.