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Génétique évolutive > Changement dans les fréquences alléliques et génotypiques > Flashcards

Changement dans les fréquences alléliques et génotypiques Flashcards

1
Q

Quelles sont les forces évolutives modifiant la variation génétique?

A
  1. Accouplement non aléatoire
  2. Dérive génétique
  3. Sélection naturelle
  4. Mutation
  5. Flux génétique
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Q

Qu’est-ce que l’accouplement non aléatoire?

A

Les fréquences génotypiques peuvent changer si des individus génétiquement apparentés ont
tendance à s’accoupler entre eux (consanguinité) ou, au contraire, à éviter activement de
s’accoupler entre eux (exogamie)

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3
Q

Qu’est-ce que la dérive génétique?

A

Événement aléatoire qui enlève des membres de la populations, donc diminue diversité génétique

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4
Q

Qu’est-ce que la sélection naturelle?

A

Certains génotypes peuvent avoir des effets phénotypiques qui augmentent la probabilité de survie
ou de reproduction des individus qui les portent, par rapport à ceux ayant d’autres génotypes. Cela
peut affecter les fréquences des allèles et des génotypes.

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5
Q

qu’est -ce qu’une mutation?

A

Un allèle peut se transformer en un autre à cause d’une erreur survenant lors de la division cellulaire.
Si une telle mutation se produit pendant la méiose, elle peut être transmise à la génération
suivante.

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6
Q

Qu’est-ce que le flux génétique?

A

La composition génétique d’une population peut changer en raison de l’afflux d’allèles provenant
d’une autre population, un phénomène appelé flux de gènes.

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7
Q

Qu’est-ce que le modèle Hardy-Weinberg permet de décrire?

A

Permet de décrire la relation attendue entre fréquences alléliques et génotypiques en
l’absence de forces évolutives.

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8
Q

Quelles sont les hypothèses du modèle Hardy-Weinberg?

A

Accouplement aléatoire.
* Population infiniment grande.
* Absence de sélection, mutation ou flux génique.

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9
Q

Quelle est l’équilibre de Hardy-Weinberg?

A

Fréquences génotypiques attendues après
une génération d’accouplement aléatoire :
* E(g11)=p^2
* E(g12)=2pq
* E(g22)=q^2

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10
Q

Quels sont les principes de Hardy-Weinberg?

A
  1. Population de grande taille.
  2. Pas de mutation.
  3. Pas de sélection naturelle.
  4. Pas de migration.
  5. Accouplement aléatoire.
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11
Q

Quel est l’effet de l’accouplement non aléatoire?

A

modification des fréquences génotypiques.

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12
Q

Qu’est-ce que l’endogamie?

A

Accouplement préférentiel avec des
parents génétiques proches. Exemple extrême :
autofécondation chez les plantes hermaphrodites.

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13
Q

Q’est-ce que entraine l’autofécondation?

A

réduction
progressive des hétérozygotes dans la population. Si elle persiste, seules des homozygotes
subsistent, bien que les fréquences des allèles
restent inchangées.

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14
Q

L’endogamie entraine la perte de quoi?

A

Perte d’hétérozygotie due à l’endogamie:
Chaque génération d’autofécondation réduit la
fréquence des hétérozygotes de 50 %.

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15
Q

Quelles sont les conséquences de l’exogamie?

A

Accroît le risque
d’allèles récessifs délétères (dépression due à l’endogamie). Exemples : mécanismes d’autoincompatibilité des plantes et dispersion natale
animale.

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16
Q

Quelles sont les conséquences de la consanguinité?

A

Augmentation des génotypes homozygotes avec allèles récessifs délétères.
* Impact :
* Faible viabilité et réduction de la fertilité.
* Dépression de consanguinité : baisse de la valeur adaptative de la population.

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17
Q

Quels sont les mécanismes d’évitement des conséquences de consanguinité?

A

1.Chez les plantes à fleurs :
1. Incompatibilité avec elles-mêmes : empêche l’autofécondation via un locus
multiallèle. (Takayama & Isogai, 2005)
2.Chez les animaux :
1. Dispersion natale différenciée par sexe :
1.Un sexe reste au lieu de naissance (ex. femelles chez les mammifères).
2.L’autre sexe migre pour réduire la consanguinité. (Pusey, 1987)
* Accouplements majoritairement entre individus non apparentés.

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18
Q

Qu’est-ce que l’exogamie?

A

Accouplement préférentiel avec des non-parents, augmentant les descendants
hétérozygotes.

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19
Q

Que favorise l’exogamie?

A

Diversité génétique

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20
Q

Chez qui est fréquent l’exogamie?

A

chez les espèces avec mécanismes anti-endogamie (ex. : autoincompatibilité des plantes ou dispersion natale biaisée chez les animaux).

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21
Q

Qu’est-ce que l’accouplement assortatif?

A

Partenaires ayant des phénotypes similaires.

22
Q

Qu’est-ce que l’accouplement désassortatif?

A

Partenaires ayant des phénotypes différents. Maintien de la diversité par accouplement désassortatif.

23
Q

Quelles sont les ressemblances entre consanguinité/exogamie et accouplement assortatif/désassortatif?

A

o La consanguinité et l’accouplement assortatif diminuent l’hétérozygotie.
o L’exogamie et l’accouplement désassortatif augmentent l’hétérozygotie.

24
Q

Quelles sont les différences entre consanguinité/exogamie et accouplement assortatif/désassortatif?

A

o Consanguinité/exogamie : Effet global sur le génome entier.
o Accouplement assortatif/désassortatif : Effet local sur un ou quelques loci
spécifiques.

25
Q

Quel est l’effet de l’accouplement non aléatoire sur le modèle Hardy-Weinberg?

A

L’accouplement non aléatoire peut entraîner des écarts significatifs par rapport à
l’équilibre de Hardy-Weinberg

26
Q

Qu’est-ce que le coefficient FIS?

A

mesure la différence entre
l’hétérozygotie attendue (selon HWE) et l’hétérozygotie observée
o HS : Fréquence attendue des hétérozygotes sous HWE.
o HI : Fréquence observée des hétérozygotes.
o FIS=HS−HI/HS

27
Q

Comment interprète-on FIS?

A

o FIS=0 : Population en HWE.
o FIS>0 : Déficit d’hétérozygotes.
o FIS<0 : Excès d’hétérozygotes.

28
Q

Qu’est-ce que la sélection létale?

A

Génotype non viable

29
Q

Quel hypothèse sous HWE n’est jamais respectée dans la nature

A

L’hypothèse d’une population infinie sous HWE n’est jamais respectée dans la nature.
* Dans une petite population, des événements aléatoires influencent fortement les
fréquences alléliques.
o Exemples : mortalité accidentelle, biais dans la descendance.

30
Q

Que représente l’indice N?

A

Relation avec la taille de population (N) :
o Plus N est petite, plus la variance est grande.
o Une population infiniment grande n’a pas de dérive génétique (variance = 0).

31
Q

Qu’est ce que la variance?

A

source de l’évolution par dérive génétique.
V=p(1−p)/2N
Effet de la taille de la population :
o Variance plus large dans une petite
population.
o Les fluctuations des fréquences alléliques
sont plus marquées.

32
Q

Que se passe-t-il sur le long terme (variance)?

A

Les fréquences alléliques fluctuent génération après génération.
* Deux scénarios finaux :
1. Fixation d’un allèle (fréquence = 1).
2. Perte d’un allèle (fréquence = 0).
* Une fois fixé ou perdu, aucun changement possible sans mutation ou flux génique.

33
Q

Quelle-est la probabilité de fixation d’allèle?

A

proportionnelle à la fréquence initiale.

34
Q

Quelle est la probabilité d’une nouvelle mutation?

A

Nouvelles mutations :
o Probabilité de fixation : 1/2N.
o Plus N est petite, plus cette probabilité augmente.

35
Q

La variation génétique est plus vite dans une grande ou petite population?

A

Petite
- Changements de fréquence alléliques plus importants par génération.
o Fixation ou perte d’allèles plus rapide.

36
Q

Effets de la dérive dans une métapopulation
structurée : Structure de la population?

A

Échange de gènes limité entre sous-populations.

37
Q

Effets de la dérive dans une métapopulation
structurée: Conséquences?

A
  • Isolement partiel des sous-populations.
    o La composition génétique des sous-populations varie à cause de la dérive.
38
Q

Consanguinité dans une métapopulation structurée

A
  • Les fréquences alléliques restent constantes, mais :
    ▪ Perte d’hétérozygotie par fixation locale.
    ▪ Effet semblable à la consanguinité.
    o À l’échelle locale : accouplements aléatoires.
    o À l’échelle globale : accouplements non aléatoires.
  • Les individus d’une même sous-population partagent des ancêtres communs récents,
    augmentant leur ressemblance génétique.
39
Q

Qu’est FST?

A
  • Indice de fixation
  • mesure la divergence génétique entre populations.
  • FST=(HT−HS)/ HT
40
Q

Que représente HT et HS?

A

o HT : Hétérozygotie attendue dans la métapopulation entière.
o HS : Hétérozygotie moyenne locale.

41
Q

À quoi sert FST?

A
  • Identification de gènes soumis à une sélection divergente
  • Études de différenciation génétique entre populations
42
Q

Comment on interprète FST?

A

Variation de FST :
* FST = 0 : Aucune différence génétique entre deux populations (fréquences
alléliques égales, aucune différence d’hétérozygotie attendue).
* FST = 1 : Les deux populations sont fixées pour des allèles différents.
* Interprétation de FST = 0,048 :
* Réduction modeste de 4,8 % de l’hétérozygotie totale due à la structuration des
populations.
* 4,8 % de la variance génétique est répartie entre les sous-populations

43
Q

Quelles sont les applications pratiques de FST?

A
  • Mesure de la différenciation génétique entre populations ou espèces.
  • Étude de la structure des populations.
  • Identification de gènes ou régions génomiques soumis à une sélection naturelle
    divergente (cours 7).
  • FST est une statistique largement utilisée en génétique évolutive, bien qu’elle puisse
    paraître difficile à appréhender au départ.
44
Q

Isolement par la distance

A

Étude des marqueurs SNP (2 334).
* Différenciation génétique (FST/(1−FST)) augmente
avec la distance.
* Un exemple de spéciation en anneau autour de
l’Himalaya.
o Les populations deviennent génétiquement
distinctes au fil de leur expansion géographique.
o Barrières au flux génique entre populations
extrêmes.

45
Q

Quelle est la solution au problème: La géographie ne prédit pas toujours bien les
populations.

A
  • Solution : Délimitation par inférence statistique à partir de
    génotypes individuels.
46
Q

Sélection naturelle et équilibre de HardyWeinberg (HWE)

A

Effet principal : Déviations significatives des fréquences génétiques/alléliques.
* Fixation d’allèles favorisés : Plus rapide que par dérive génétique.
* Empreintes génomiques : Pics de différenciation (FST élevé) autour des loci sous
sélection.
* Exemples :
o FIS négatif (excès d’hétérozygotes) : P. microlepis, lac Tanganyika.
o FIS positif (déficit d’hétérozygotes) : Sélection disruptive.

47
Q

Mutation et équilibre de Hardy-Weinberg: Fréquence des mutations :

A

rare

48
Q

Mutation et équilibre de Hardy-Weinberg: Rôle principal

A

Générer des variations pour la sélection et la dérive.

49
Q

Flux génique et équilibre de Hardy-Weinberg
Rôle du flux génique :

A

o Homogénéise les populations, opposant l’isolement par la distance.
o Introduit des variations génétiques exploitables par sélection/dérive.

50
Q

Flux génique et équilibre de Hardy-Weinberg: Équilibre dérive-migration

A

o Formule de Sewall Wright : FST≈11+4NmF

51
Q

Facteurs évolutifs dans les populations réelles

A
  • Accouplement non aléatoire : Impact direct sur les fréquences génotypiques.
  • Dérive génétique : Divergence rapide entre populations.
  • Sélection naturelle : Effets variables selon le type.
  • Mutation et flux génique : Nouvelles variations exploitables.
52
Q

Taille efficace de la population (Ne)

A

Définition : Taille réelle du pool génétique reproducteur.
Influences :
o Chromosomes sexuels (X/Y).
o Loci mitochondriaux (héritage maternel).
Règle générale : Ne < Taille de recensement.

Génétique évolutive (4 decks)

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