Exos Genetique Des Pop

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livre de génétique de population

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  • TRAVAUXDIRIGESDEGENETIQUEDESPOPULATIONS

    NiveauL2L3

    NOTIONS ABORDES

    1 RVISIONS DE GNTIQUE FORMELLE 3

    2 CALCUL DES FRQUENCES ALLLIQUES 5

    3 POLYMORPHISME ENZYMATIQUE 6

    4 EMPLOI DU MODLE HW POUR LE CALCUL DES FRQUENCES ALLLIQUES 13

    5 TEST DE CONFORMIT LQUILIBRE DHARDY WEINBERG 23

    6 GNTIQUE DES POPULATIONS & PROBABILITS 31

    7 DSQUILIBRE D'ASSOCIATION GAMTIQUE 35

    8 EFFETS DES RGIMES DE REPRODUCTION: ECARTS LA PANMIXIE 48

    9 EFFETS DES RGIMES DE REPRODUCTION: CONSANGUINIT 52

    10 MUTATIONS 59

    11 DRIVE 62

    12 SLECTION 64

    13 MIGRATIONS 82

    14 PRESSIONS COMBINES 87

    15 STRUCTURATION DES POPULATIONS 92

    A.DubuffetM.PoiriF.DedeineG.Periquet

    UniversitF.Rabelais,Tours

    UniversitdeNice

    1

  • QUELQUES INDICATIONS SUR LA FAON DE TRAVAILLER CES EXERCICES

    1) Pas la peine d'apprendre les "formules" par cur, toutes se retrouvent facilement si on les a comprises (c'est cela qui est important).

    2) Prenez le temps de relire le cours correspondant aux exercices (A tlcharger dans la partie gntique des populations).

    3) Pour vous faciliter la prparation des exercices, sachez que: * correspond un exercice trs facile. Relisez le cours. ** correspond un exercice de rvision ou d'application. Entranez-vous. ***correspond un exercice de rflexion ou d'un type nouveau. Rflchissez.

    ABRVIATIONS PARFOIS EMPLOYES:

    nb : nombre

    HW : Hardy Weinberg

    htz : htrozygote

    hmz : homozygote

    G : gnration

    fr : frquence

    TABLE DU KHI2

    2

  • 1 RVISIONS DE GNTIQUE FORMELLE

    Exercice 1 * Des croisements suivants sont raliss entre drosophiles de souche pure:

    Mle aux yeux blancs x Femelle aux yeux rouges - en F1, tous les descendants ont les yeux rouges - en F2, toutes les femelles ont les yeux rouges et la les yeux blancs.

    Mle aux yeux rouges x Femelle aux yeux bl- en F1, les mles ont les yeux blancs et les femelles l- en F2, la moiti des femelles et des mles ont les yeuComment peut-on interprter le dterminisme gntiq Croisement 1 : [rouge] [blanc]

    F1 [rouge] et Allle(s) codant pour le rouge est dominant Ho : 1 gne li lX. 2 allles, lun codant pour le pigment Interprtation des rsultats :

    Croisement 1 : [rouge] [blanc] XR/XR Xr /Y

    F1 [blanc]

    Xr Y

    [rouge] XR XRXr [rouge] XRY [rouge]

    F2 [rouge]

    XR Y

    XR XRXR [rouge] XRY [rouge] [rouge]

    Xr XrXR [rouge] XrY [blanc] 100 % [rouge] 50% [rouge] 50% [blanc]

    Les rsultats observs sont compatibles avec les rsultats p

    3 moiti des mles galement, l'autre moiti ayant

    ancs es yeux rouges x rouges et l'autre moiti les yeux blancs.

    ue de ce caractre ?

    Croisement 2 :

    [blanc] [rouge]

    [blanc] [rouge]

    gne codant pour ce caractre li au sexe.

    rouge (R) et lautre ne codant pas de pigment (r). R>r Croisement 2 : [blanc] [rouge] XR Xr/Xr

    F1 [rouge]

    XR Y

    [blanc] Xr XRXr [rouge] XrY [blanc]

    F2 [blanc]

    Xr Y

    XR XRXr [rouge] XRY [rouge] [rouge]

    Xr XrXr [blanc] XrY [blanc] 50% [rouge] 50% [blanc]

    50% [rouge] 50% [blanc]

    rdits par lhypothse Ho. Ho non rejet.

  • Exercice 2 ** L'homme possde 23 paires de chromosomes transmis moiti par le pre et moiti par la mre. Sans tenir compte des recombinaisons possibles par crossing-over, combien peut-il produire de gamtes diffrents au maximum ? Quel est alors le nombre de zygotes diffrents qu'un couple peut procrer ? Si l'on pouvait tenir compte des recombinaisons, ces chiffres seraient-ils beaucoup plus ou beaucoup moins importants ? Sans tenir compte des recombinaisons Si une paire de chromosomes 2 gamtes diffrents Si 2 paires de chromosomes 4 gamtes = 22Si 3 paires de chromosomes 23

    => 223 gamtes diffrents nombre zygotes : 223 223 = 246 = 7.1013 Avec les recombinaisonson obtient beaucoup plus de zygotes !

    4

  • 2 CALCUL DES FRQUENCES ALLLIQUES

    La gntique des population s'intresse l'volution des frquences allliques et gnotypiques. Il est donc important dans un premier temps de savoir calculer ces frquences.

    *population la de individusd' totalnombre

    tudi gnotypedu porteurs individusd' nombre=egnotypiqufrquence

    * considrdu type alllesd' nombre=allliquefrquence

    Cependant, lorsque l'ophnotypes (et non leurs gnoty'gnotype de l'individu'.

    o Lorsque la relati

    Codominance : relationEx : 2 allles A et B. A/A [A] A/B [AB] B/B [B]

    frquence de lallle A = x

    frquence de lallle B = x

    (voir exercice n 4

    o Lorsque le gno Dominance: gnotype Ex : 2 allles A et a A/A A/a [A]

    a/a [a] Calcul des frquences alllOn doit poser lhypothse Ho : la pop est lquilib

    alllesd'totalnombre

    considr du type alllesd' nombre =

    individusd' nombre DIPLOIDEindividu par allles 2

    n effectue un chantillonnage d'individus dans une population, ce sont leurs pes!) qui sont observs! Il faut donc tablir le lien entre 'phnotype observ' -

    on gnotype-phnotype est directe genotype-phenotype direct

    AA AB BB

    21= x + x = 1

    tation2 =

    )

    typene pe

    Nball

    iquesuivare dn1 n2 n3

    )(2

    321

    21

    nnnnn

    +++

    2 23 nn +

    )(2 321 nnn ++

    ne peut pas tre dut tre dduit par le ph

    genotypes nb phenoliques nest pas directem

    s dans un cas de dominante:

    HW pour ce gne (voi

    5 e (peu frquent)

    Nb genotypes = nb phenotypes 1 2

    (ou p + q = 1 selon la no

    employe pour les frquencesallliques)

    duit directement du phnotype notype

    types calcul des frquencesent possible.

    nce:

    r exercice n6)

  • 3 POLYMORPHISME ENZYMATIQUE

    Diffrents types de polymorphisme: - polymorphisme morphologique (ex: pour la couleur des yeux: verts, bleus, marrons)

    - polymorphisme physiologique (ex: groupes sanguins A, B, O)

    - polymorphisme chromosomique (ex: prsence ou absence d'inversions sur un chromosome)

    - polymorphisme enzymatique (voir exercice 3) - polymorphisme nuclique (ex: mini et microsatellites)

    Polymorphisme enzymatique: Rvl par lectrophorse de protines suivie d'une rvlation enzymatique

    Profils types chez un organisme diplode (nb de bandes, intensit des bandes) Loci polymorphes biallliques Enzyme monomrique Compose d'une seule chane polypeptidique

    Htrozygote AB: 2 bandes de mme intensit Enzyme dimrique : Compose de 2 chanes polypeptidiques

    1 2 + ou + 1 (protine dicatnaire)

    Htrozygote: 3 bandes : Enzyme trimrique: Compose de 3 chanes polypeptidiques (protine tricatnaire) Htrozygote: 4 bandes Enzyme ttramrique Compose de 4 chanes polypeptidiques (protine tetracatnaire) 5 bandes :

    6

  • nb de bandes = n+1 avec n=nb de polypeptides composant l'enzyme n=1 si monomre, n=2 si dimre intensit des bandes: ex: (a+b)4 =a4 + 4a3b + 6a2b2 + 4 ab3 + b4

    Loci polymorphes 3 allles Schma identique, mais avec 3 gnotypes heterozygotes diffrents (a+b+c)n

    Enzyme monomrique

    AA AB BB 1 = = = 4 = = = = = 6 = = = 4 1

    7

  • Exercice 3 * Chez le ver marin Phoronopsis viridis, 39 loci ont t tudis, dont 12 se sont rvls totalement monomorphes (1 seul allle). Les pourcentages d'htrozygotie des 27 autres loci sont:

    a) Combien de ces loci sont rellement polymorphes ? Dterminer alors le taux de polymorphisme, puis le taux moyen d'htrozygotie dans cette population

    b) On estime 15 000 le nombre de gnes de structure d'un individu moyen. Calculer le nombre de gamtes diffrents qu'il peut produire.

    8

  • Locus polymorphe = locus pour lequel il existe au moins 2 allles et dont l'allle le moins frquent a une frquence 0.05 P=

    etudislocinbspolymorphelocinb

    =10/39=0.26

    Pas un trs bon indice car P avec la taille de lchantillon P ne donne aucune ide du nombre dallles prsents. (1 gne 2 allles dont une faible frquence compte autant quun gne avec de multiples allles) taux d'htrozygotie par locus:

    obseindividusdnbllepourteshtrozygodnombreH l '

    '= taux moyen dhtrozygotie

    =tudilocisnb

    observtiehtrozygodtauxH '

    072.039808,2 ==H

    heterozygotie

    nom

    bre

    de lo

    ci

    0.072

    dans cette population, un individupris au hasard dans la population esten moyenne htz pour 7.2% de ses loci

    Distribution de l'htzie par locus: locus trsdiffrents pour leur tx d'htrozygotie

    On estime 15 000 le nombre de gnele nombre de gamtes diffrents qu'il peuParmi les 15 000 gnes, 7,2%, soit 1080 moyen 21080 gamtes en supposant que tous cindpendante la miose) considrocus

    rvs

    tudislocisnbHHHH lll ln321 L+++ =

    slocuschaque

    heterozygotie

    nom

    bre

    d'in

    divi

    dus

    0.072

    dans cette population, 7.2% desindividus en moyenne sont htz pourun locus pris au hasard

    Distribution htzie par individu: ind trs peudiffrents entre eux pour leur heterozygotie

    s de structure d'un individu moyen. Calculer t produire.

    gnes sont ltat htrozygote chez un individu

    es gnes soient indpendants (=sgrgent de faon

    9

  • Exercice 4 *

    Les profils enzymatiques ci dessous sont les rsultats d'une lectrophorse d'un chantillon de 50 individus pris au hasard dans une populati