Une explication simple des lois de Mendel

16 octobre 2019
Les lois de Mendel sont à la base de l'explication des modèles d'héritage des traits génétiques des êtres vivants. Ses expériences sont toujours enseignées en classe comme un pilier précédent les études génétiques modernes.

Gregor Mendel était un moine augustinien au milieu du XIXe siècle. Sa capacité d’observation et sa méthodologie de travail rigoureuse l’ont amené à développer les premières théories sur la génétique. Il les a rassemblées dans trois lois. Les lois de Mendel sont basées sur des études curieuses avec des pois qu’il a plantés dans son jardin. Mais comment un moine est-il devenu le père de la génétique ?

Il observa que dans le jardin de l’abbaye Saint-Thomas, où il vivait, différentes sortes de pois poussaient : verts et jaunes, lisses et rugueux. Et que ces caractères observables (phénotypes) n’étaient pas mélangés, mais plutôt attribués. Ainsi, profitant de la croissance rapide des pois, il a commencé à créer des hybrides de différentes plantes pour voir ce qui se passait.

Les lois de Mendel

La première loi de Mendel

Elle est aussi connue sous le nom de loi de l’uniformité des hybrides de première génération. Que nous apprend ce premier postulat ? Mendel a préparé l’expérience simple suivante. Dans son verger, il y avait deux variétés de pois, violet et blanc. Plus tard, il a fait plusieurs croisement entre les lignes violettes :

  • Mâle blanc (AA) x femelle violette (aa).
  • Mâle violet (aa) x femelle blanche (AA).
  • Il a ainsi obtenu toute une première génération de plantes à fleurs 100 % violettes (Aa).

Vous vous demandez peut-être quelles sont ces lettres que nous écrivons entre parenthèses. C’est la paire de gènes qui détermine la couleur. Chaque caractère que nous observons a 2 gènes, un de chaque parent. Dans les lignées pures, les deux gènes sont égaux, alors qu’ils sont différents dans les hybrides. C’est pourquoi, dans la première génération que Mendel a obtenue, nous avons écrit Aa, bien qu’elle soit aussi de couleur pourpre.

schéma d'héritage génétique

Après cette petite parenthèse dans notre explication des lois de Mendel, nous continuerons avec la deuxième loi. A quelle expérience a pensé notre moine jardinier à cette occasion ?

La deuxième loi de Mendel ou principe de ségrégation

Après avoir obtenu des plantes hybrides (Aa), toutes à fleurs violettes, il lui est venu à l’esprit de les auto-fertiliser. En d’autres termes, de croiser des plantes Aa avec elles-mêmes. Le résultat de cette deuxième génération le fascine. Il obtient 1/4 de plantes blanches et 3/4 de plantes violettes.

Ce qui a valu à Mendel son surnom de « père de la génétique« , c’est l’interprétation brillante et, surtout, précise des résultats qu’il a observés. Il ne faut pas perdre de vue que lorsqu’il a réalisé ces expériences, l’ADN n’était pas encore connu. Il faudra encore 75 ans à Watson et Cric pour le découvrir.

Mendel a écrit une croix simple sur papier dans laquelle les gènes de chaque parent ont été hérités séparément. Le croisement Aa x Aa donne 3 descendants génotypiquement différents mais phénotypiquement égaux, et 1 génotypiquement et phénotypiquement différent :

  • En premier lieu : 1/4 AA AA → violet.
  • Puis : 1/4 Aa → violet.
  • Ensuite : 1/4 aA → violet.
  • Enfin : 1/4 aa → blanc.

Au premier coup d’œil, nous voyons toutes les plantes de pois à fleurs violettes de la même façon. Pourtant, à l’intérieur de leurs cellules, dans leur ADN, se trouve la différence et la particularité qui nous mèneront à la prochaine expérience de Mendel.

La troisième loi de Mendel ou principe de l’indépendance de la transmission de caractères

Pour postuler cette dernière loi, Mendel s’est basé sur les résultats obtenus des expériences qu’il a menées pour prouver sa deuxième théorie. Rappelons à nouveau que l’existence de l’ADN n’était pas encore connue. Pour cela, il a élaboré une série de croisements. Cette fois, il se concentre sur les caractéristiques des graines : jaunes/vertes, lisses/rugueuses.

schéma lois de Mendel

  • Il a croisé plusieurs lignées de graines pures, comme il l’avait fait dans sa première expérience, pour obtenir une première génération (F1) génétiquement homogène.
  • Cette F1 a été croisée à nouveau avec ce qu’on appelle un parent récessif, dont les caractères ne peuvent être observés que si ses deux gènes sont égaux (aabb). Une graine brute et verte donc.
  • En conséquence, il a obtenu 1/4 de chaque variété : lisse-verte, lisse-jaune, rugueuse-verte, rugueuse-jaune.

De cette façon, il a vérifié que les caractères sont hérités indépendamment. Par la suite, la science a su que ce n’est pas toujours le cas, car il y a des traits héréditaires qui sont liés, puisqu’ils sont situés très près les uns des autres dans l’ADN.

Pour résumer les lois de Mendel…

En conséquence de ces croisements entre ce que Mendel appelait les races pures, il a postulé ses trois lois régissant les modèles de transmission de l’information héréditaire des caractères génétiques (génotypes). Tout au long de sa vie, il a mené plusieurs autres expériences, augmentant le nombre de caractères observables.

Depuis, une grande partie de la génétique a évolué jusqu’à nos jours. Il est étonnant qu’à peine 150 ans plus tard, nous soyons capables de manipuler ces caractères et de faire des êtres génétiquement modifiés, qu’ils soient chimères, transgéniques, clones ou même humains.

  • UCM. (última consulta julio 2019).Los experimentos de Mendel [artículo en revista]. recuperado de: www.ucm.es
  • Museo de la ciencia. (última consulta agosto 2019). las leyes de Mendel [artículo en web]. Recuperado de: www.museovirtual.csic.es