Depuis près de 100 ans, la mouche des fruits Drosophila melanogaster joue un rôle central dans la recherche en génétique et en biologie moléculaire. Dans cette activité, nous avons sélectionné des mutants de mouches avec des variations facilement visibles et les avons utilisés comme tremplin pour aider les élèves à en apprendre davantage sur les modèles de phénotype, de génotype et d’héritage génétique.
Mouches sauvages mâles et femelles
Le mâle et la femelle diffèrent quelque peu en apparence. Une différence qui peut être facilement visible dans les photomicrographies est que le mâle a une pigmentation plus foncée à l’extrémité de son abdomen. (D’autres différences sont que l’extrémité de l’abdomen du mâle est arrondie tandis que celle de la femelle est pointue, et les mâles ont des « peignes sexuels”, des zones de poils sombres sur leurs pattes antérieures que les femelles n’ont pas. Mais il est difficile de voir ces différences dans les images.)
Phénotype et génotype
Le phénotype, le trait physique, est déterminé par le génotype, ou la constitution génétique de l’organisme. Les traits d’un seul gène sont déterminés par deux allèles, dont l’un est hérité de la mère et l’autre du père. Un phénotype est une description, alors que le génotype est, dans ce cas, une paire d’allèles où chaque allèle peut être identique (homozygote, par exemple, +/+, vg/vg), ou différent (hétérozygote, par exemple, +/vg; Cy/+).
Schémas d’héritage
Lorsque deux copies du même allèle sont nécessaires pour exprimer un phénotype particulier, nous disons que le schéma d’héritage de ce trait est récessif. Par exemple, le phénotype vestigial est hérité de manière récessive. Le génotype de la mouche avestigiale doit être vg/vg. D’autres mutants récessifs dans cette activitésont sans yeux et ébène. Un exemple de trait humain probablement hérité d’un mode récessif est celui du pic de la veuve (la racine des cheveux d’une personne arrivant à un point en haut du front). Lorsqu’un seul allèle est requis pour exprimerun trait, comme c’est le cas avec la mutation à ailes bouclées, son modèle d’hérédité est dominant. Le génotype d’une mouche à ailes bouclées pourrait être Cy / + ou Cy / Cy. Un exemple d’un trait héréditaire dominant chez l’homme est celui de l’achondroplasie, une forme de nanisme.
Génotype d’une mouche de type sauvage
Lorsque nous observons une mouche d’apparence sauvage, et que nous considérons son génotype, nous ne savons pas vraiment si elle est homozygote ou hétérozygote pour une mutation récessive. Il peut porter un allèle de type sauvage, par exemple pour la couleur du corps, et un allèle récessif, par exemple l’allèle ébène. Parce que l’ébène est hérité de manière récessive, nous savons que la mouche de type sauvage doit avoir au moins un allèle de type sauvage pour la couleur du corps. Nous avons pu découvrir son génotype en faisant un croisement génétique avec un homozygote récessif, dans cet exemple, une mouche d’ébène. Cette idée est couverte dans l’activité Croisements génétiques.
Mutations liées à l’X
La mutation aux yeux blancs a été la première mutation de la mouche découverte. C’est une mutation liée à l’X ou liée au sexe. Comme chez l’homme, les mouches qui portent deux chromosomes X sont des femelles, et les mouches qui portent un X et un Y sont des mâles. Chez les mouches des fruits, le chromosome Y est structurellement différent du chromosome X, et il ne porte pas de gènes complémentaires à ceux du X, donc tout gène qui se trouve sur le X chez un mâle sera exprimé, tandis que les règles régulières d’hérédité dominante et récessive s’appliquent aux mouches femelles car elles portent deux chromosomes X. Un mâle aux yeux blancs doit avoir la mutation blanche sur son chromosome X unique. Chez une mouche femelle, la mutation blanche est héritée de manière récessive, de sorte que deux copies de la mutation blanche sont nécessaires pour produire une femelle aux yeux blancs.