Le simulateur de croisements
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A propos


La Drosophile (Drosophila melanogaster) est une petite mouche qui se développe sur les fruits mûrs. Sa facilité d'élevage et son cycle de vie court permettent d'obtenir sans trop de difficultés un grand nombre d'individus. Pour cette raison, elle est devenue un sujet de choix dans les laboratoires de biologie, en particulier en génétique. On a rapidement selectionné des "souches" (lignées pures), populations de mouches présentant des mutations, caractères particuliers, rares ou n'existant pas dans la nature. L'application Droso vous permet de croiser virtuellement quelques unes de ces souches.

Limites

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Les menus de sélection situés à gauche permettent d'étudier un ou deux caractères pour chaque mouche (en fait deux populations de mouches). Le choix par défaut, vide (case blanche) dans une option de menu correspond à la version [sauvage] d'un caractère. On verra plus loin que chaque caractère est déterminé par un présent sur chaque mouche en deux exemplaires. Comme les caractères, les gènes présentent plusieurs versions ou s. Les parents sont toujours s, c'est à dire que les deux exemplaires de chaque gène sont identiques.

Il n'est pas possible d'étudier plus de deux gènes: si deux gènes à l'état muté sont placés sur le parent A, le parent B devra être [sauvage] ou présenter un gène à l'état muté identique à l'un des deux choisis pour le parent A (les images de Drosophile utilisées ne combinent pas plus de deux caractères mutés et le résultat serait de toute façon très compliqué à interpréter).

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L'affichage se déroule en trois étapes (ou manipulations): la sélection des parents, le premier croisement, le second croisement.

Cliquez sur le bouton Voir la F1 pour afficher le résultat du premier croisement, sur le bouton Second croisement pour afficher le second croisement et son résultat.

Lorsque les premier ou second croisements sont affichés, vous ne pouvez plus modifier la sélection des parents; il faut cliquer sur le bouton Recommencer pour le faire.

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Sur un petit écran, un menu suppémentaire situé en haut de page permet d'afficher l'ensemble des étapes ou seulement l'étape en cours. Le but est d'optimiser au mieux l'affichage en fonction de la taille d'écran disponible.

Sur un ordinateur, toutes les étapes seront affichées, sauf si vous réduisez la taille de la fenêtre du navigateur.

Possibilités offertes

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En permutant les choix de caractères on découvre que le fait de porter un caractère muté sur la mouche représentant les femelles plutôt que sur la mouche représentant les mâles n'a le plus souvent pas de conséquence, mais certains caractères (gènes) ne suivent pas cette règle: ils sont liés au sexe, à vous de les découvrir.

Dans les cas simples, on met en avant une relation de un à un (biunivoque) entre gène et caractère: un gène <=> un caractère. Le niveau débutant se cantonne à cette relation. Dans ce cas, choisir un caractère muté pour une souche parentale, c'est choisir sans ambiguïté l'allèle muté du gène qui détermine ce caractère et on peut (on pourrait) n'utiliser que le nom du caractère dans les menus de sélection.

Mais on rencontre vite des souches (populations) qui paraissent identiques mais qui sont en fait différentes. Un même caractère (comme des [yeux rouge vif) peut être déterminé par des gènes différents c'est pourquoi des caractères identiques sont répétés dans le menu de sélection, sinon on ne pourrait pas choisir entre deux populations parentales d'apparence identique, mais en fait différentes. Certains gènes contrôlant la couleur de l'oeil font encore plus fort: leur interaction peut faire apparaitre un caractère (un phénotype) différent de celui qu'ils impliquent à l'état isolé. La relation de un à un entre gène et caractère est souvent fausse! D'où le défi que doit résoudre le menu de sélection qui présente pour chaque option à la fois le gène qui sera muté et le caractère qu'il implique lorsqu'il est seul (isolé d'autres gènes mutés). Vous rencontrerez ces situations dans le niveau expert. A vos croisements.

Le caractère muté est souvent masqué chez une mouche , on dit que ce caractère (en fait l'allèle muté du gène déterminant ce caractère) est récessif. Certains caractères font exception, ils sont dits dominants (la mouche fille ayant l'aspect du parent portant ce caractère) ou semi-dominants (la mouche fille ayant un aspect intermédiaire entre celui des deux parents).

On appelle première génération fille (F1) la population issue du croisement des souches parentales. Cette population est souvent constituée à 100% de mouches [sauvage], mais à moins de croiser des parents identiques, ces mouches sont s. Pour révéler leur , il faut faire un second croisement qui donne une deuxième génération fille (F2).

On pourrait croiser la F1 par elle-même, mais les résultats sont plus simples si on fait un croisement test. La F1 est croisée avec une population de mouches portant les allèles récessifs des gènes étudiés (dans le cas d'une mutation dominante c'est une population [sauvage] qu'il faut croiser avec la F1). En raison d'une particularité propre à la Drosophile, la mouche représentant la population récessive sera toujours un mâle. Grâce à la conception du croisement test chacune des populations F2 correspond directement aux différents gamètes fournis par la mouche F1. Lorsque quatre populations sont représentées, c'est qu'il y a quatre génotypes différents chez la F2 qui correspondent à quatre gamètes différents fournis par la F1, même quand certains s sont identiques.

La génétique formelle a eu une importance historique considérable en permettant d'expliquer le rôle des chromosomes dans l'hérédité (voir la page documents); elle développe aussi le raisonnement logique. Mais au delà des quelques exemples d'interaction entre gènes que l'application permet d'étudier, on s'aperçoit aujourd'hui que la plupart des caractéristiques d'un individu ou les maladies les plus courantes ne dépendent pas d'un ou de quelques gènes mais d'un réseau complexe et très organisé de gènes qu'il est très difficile de déméler. Il faut donc se garder de l'illusion que pourrait créer la génétique formelle d'une dépendance forte du phénotype au génotype.

J.Baudé. janvier 2014. L'Option informatique des lycées. Bulletin de la Société informatique de France, 2. (pdf)

Glossaire (dictionnaire)