Comprendre la génétique

– Un étudiant de premier cycle du Michiganune question intéressante! La réponse rapide est que les enfants ne seront pas les mêmes. Si vous y réfléchissez, ce scénario n’est pas vraiment différent du même homme et de la même femme ayant deux enfants du même sex.So pourquoi les sœurs et les frères ne se ressemblent-ils pas exactement? Et non seulement cela, comment se fait-il qu’ils puissent avoir l’air si différents? Il y a deux événements spécifiques qui contribuent à ce que tout le monde soit si différent. Voyons ce qu’ils sont.Comme vous le savez, notre ADN aide à déterminer à quoi nous ressemblons, comment nous agissons, quelles maladies nous pourrions contracter et bien plus encore. Et finalement, l’ADN que nous obtenons est déterminé à partir de l’ovule et du sperme qui se sont combinés pour nous fabriquer. Donc, pour comprendre pourquoi les frères et sœurs sont si différents les uns des autres, nous devons comprendre comment les spermatozoïdes et les ovules obtiennent leur ADN. Tout d’abord, comme vous le savez probablement, tout notre ADN est emballé et stocké avec certaines protéines dans nos cellules sous forme de chromosomes (cliquez ici pour en savoir plus sur les chromosomes). La plupart de nos cellules ont 23 paires de chromosomes pour un total de 46. Un ensemble de 23 vient de maman et les 23 autres de papa.Les ovules et les spermatozoïdes sont une exceptionthey ils n’ont que 23 chromosomes chacun. Un sperme de l’homme se combine avec l’ovule d’une femme dans son ventre pour faire un zygote. Le zygote se retrouve avec un total de 46 chromosomes et peut maintenant devenir un bébé.Les spermatozoïdes et les ovules se retrouvent avec l’ADN qu’ils obtiennent à travers un processus appelé méiose. Lorsque les cellules font normalement de nouvelles copies d’elles-mêmes, chacune des nouvelles cellules se retrouve avec 46 chromosomes (au moins pour les humains). Cependant, dans la méiose, chaque nouvelle cellule se retrouve avec 23. Comment les 23 sont-ils choisis ? Pour chacune des 23 paires, l’une des deux va dans le sperme ou l’ovule. Le choix de laquelle de la paire de chaque chromosome est totalement aléatoire. Donc, si rien d’autre n’était impliqué, quelles seraient les chances d’avoir exactement les mêmes enfants? Comme vous le verrez, pas très probable du tout. Pour comprendre cela, nous devons regarder les statistiques (désolé pour ça!). Nommons les sœurs jumelles Sally et Jane. Et leur partenaire commun, Bob. Nous allons déterminer les chances que Sally et Jane fassent un œuf avec exactement le même ADN. Nous allons également déterminer les chances de Bob de faire exactement le même sperme. Et enfin, nous verrons à quel point il est probable que deux des mêmes spermatozoïdes de Bob fécondent exactement les mêmes ovules de Sally et Jane.To simplifiez cette tâche ardue, imaginons que les gens aient 1 chromosome géant. Alors Sally, Jane et Bob ont chacun deux copies de ce single chromosome.To gardez une trace de dont le chromosome est à qui, nous leur donnerons des noms différents. La paire de Sally et Jane sera A et a (rappelez-vous, ce sont des jumeaux identiques, donc ils ont tous les deux exactement le même ADN), et celle de Bob sera B et b. OK, que le plaisir commence! Quand Sally fait un œuf, il y a 50% de chances que l’œuf ait un et 50% de chances qu’il ait un. La même chose est vraie pour Jane. Lorsque Bob fait un sperme, il y a 50% de chances que le sperme ait un B et 50% de chances qu’il ait un B. Alors, quelles sont toutes les possibilités de réunion du sperme et de l’ovule dans cet exemple? Ce sont: A + B = ABA + b = Aba + B = aBa + b = abIn autrement dit, 1 bébé sur 4 sera AB, 1 sur 4 Ab, etc. Donc, les chances que Sally et Jane aient le même bébé sont de 1 sur 4. Comme vous pouvez le voir, même dans cet exemple très simple, Sally et Jane n’ont le même bébé que 25% du temps.Essayons maintenant 2 chromosomes. Jane et Sally auront deux copies de ces 2 chromosomes que nous nommerons A, a, C et c et Bob comme B, b, D et d. Quand Sally ou Jane font un œuf, c’est au hasard quel chromosome A et quel chromosome C entre. Les œufs possibles sont AC, Ac, aC et ac. Pour Bob, les spermatozoïdes possibles sont BD, Bd, bD et bd. Au lieu de 4, il y a maintenant 16 combinaisons différentes possibles. Cela signifie que les chances d’avoir le même enfant descendent à 1 sur 16 (comme indiqué dans le tableau). Avec trois chromosomes, les chances vont jusqu’à 1 sur 64. Pour 23 chromosomes, il y a plus de 10 000 000 000 000 de possibilités*. En d’autres termes, il y a 1 chance sur 10 billions d’avoir exactement le même bébé. Cette chance est essentiellement nulle. Et les chances sont en fait encore plus petites que cela! Nous n’avons pas exactement le même chromosome que nos parents. Au cours de la méiose, chaque paire de chromosomes se mélange pour créer deux nouveaux chromosomes. Ce processus est appelé recombinaison. Par exemple, le chromosome B que Bob a obtenu de papa est en fait une combinaison des deux chromosomes B de son père. Et les frères et sœurs de Bob ont une combinaison différente des deux chromosomes B de papa. Et cela est vrai de tous les chromosomes de papa et de maman.Comment la cellule détermine-t-elle quelles parties mélanger? Tout d’abord, tout échange d’ADN se fait entre deux chromosomes identiques. En d’autres termes, le chromosome 5 ne se mélange qu’avec les 5 autres et non avec 6 ou 8 et le chromosome 6 ne se mélange qu’avec 6 et rien d’autre. En fait, des problèmes peuvent survenir lors du mélange entre différents chromosomes.Pour la plupart, les parties échangées entre deux chromosomes du même type sont presque aléatoires. En moyenne, 2 à 3 morceaux d’ADN sont échangés entre chaque paire de chromosomes humains lors de la recombinaison. Normalement, aucun des chromosomes de la paire ne se retrouve avec plus d’ADN. Cela se produit parce que l’échange d’ADN est réciproqueit c’est un échange bidirectionnel entre les deux. Ce processus brouille la composition génétique de chacun des chromosomes. Nous venons de suivre deux étapes importantes qui se produisent lors de la fabrication d’un ovule ou d’un sperme. Ce sont: l’assortiment chromosomique et l’échange des segments chromosomiques. Sur la base de ce qui se passe lors de ces deux événements, nous pouvons affirmer avec confiance que chacun des milliards de spermatozoïdes produits par un homme ou des ovules fabriqués par une femme est différent. Revenons à votre question. Les jumeaux identiques ont le même matériel génétique, mais comme vous pouvez le voir, chaque œuf qu’ils fabriquent tous les deux est différent. Chaque sperme produit par un homme est différent.Par conséquent, les chances que leurs bébés soient identiques sont assez proches de zéro. Les enfants ne seraient plus semblables à n’importe quel frère ou sœur. * Pour comprendre cela, vous utilisez la formule 1 dans (2n X 2n) où n est le nombre de chromosomes individuels. Donc, les chances sont de 1 po (223 x 223).