Empreinte génétiques, analyse parentale et cosanguinité

Question 1

Que sont les empreintes génétiques

Answer 1

Construction du profil génétique d’un individu sur la base de la variation présente dans son ADN. Nécessaire d’étudier des loci très variables de façon à générer des profils uniques

Question 2

Quels sont les différents types d’empreintes génétiques

Answer 2

Locus VNTR (Variable Number Tandem Repeats)
RAPDs (Randomly Amplified Polymorphic DNA)
AFLPs (Amplified Fragment Length Polymorphism)
SNPs (Single Nucleotide Polymorphism)

Question 3

C’est quoi VNTR

Answer 3

Très variable et donc très utiles pour les empreintes génétiques. Loci présentant une courte suite de nucléotides répétée en tandem (en série) plusieurs fois. Nombreux allèles variant pour la longueur de la région répétée. Selon la longueur de la séquence répétée, les VNTR sont des mini- ou microsatellites

Question 4

Comment détecter les variations avec les VNTR

Answer 4

Les fragments de restriction ou les allèles amplifies avec des amorces ancres dans les séquences flanquantes non répétées donnent des fragments de taille différente. Séparation sur un gel

Question 5

Que sont les minisatellites

Answer 5

Technique d’empreinte minisatellite développée par Alec Jeffreys en 1985. Séquence répétée des minisatellites varie entre 12-200 nucléotides. 1er loci utilises pour générer des empreintes génétiques en criminalistique. A cette époque, technique basée sur la restriction combinée à des sondes qui lient les répétitions

Question 6

Quelles sont les techniques de détection des minisatellites

Answer 6

Un locus unique présentera une bande (homozygote) ou deux bandes (hétérozygote). Des loci multiples donneront un motif ressemblant à un code-barres

Question 7

Qu’est-ce qu’une empreinte multi-locus de minisatellites

Answer 7

Extraction l’ADN. Restriction et Southern. Utilisation d’une sonde qui présente plusieurs régions homologues réparties dans le génome. Les sondes peuvent fonctionner chez plus d’un taxon

Question 8

Que signifient les bandes partagées dans les minisatellites

Answer 8

Personnes génétiquement liées ont plus de bandes en commun que des personnes « étrangères » génétiquement. Personnes génétiquement « étrangères » vont tout de même partager quelques bandes communes

Question 9

Quelle est la particularité de la famille lors de l’analyse des minisatellites

Answer 9

Bandes présentes chez les descendants doivent être présentes chez (au moins) un des parents

Question 10

Quel est le mécanisme de mutation au niveau des minisatellites

Answer 10

Taux de mutation élevé (10^-2 à 10^-3) cause par des enjambements (crossing-overs) inégaux pendant la mélose

Question 11

Quelles sont les limites des empreintes des minisatellites

Answer 11

Nécessitent beaucoup d’ADN de bonne qualité. Des bandes de même taille ne sont pas nécessairement homologues. Impossible de distinguer les allèles. Impossible de connaitre la liaison génétique possible entre les loci. Analyse complexe; differents individus doivent être sur le même gel

Question 12

Que sont les microsatellites

Answer 12

Premières détections par Weber at May (1989). Suite répétée contenant 2-4 nucléotides. Très utilisés pour la cartographie génétique. Système utilise aujourd’hui en criminalistique

Question 13

Quels sont les avantages des analyses de microsatellites

Answer 13

Amplifiés par PCR. Nécessitent une petite quantité d’ADN, qualité de moindre importance. Simples loci abondants et faciles à visualiser. Identification allélique précise. Précis et comparables d’un gel à l’autre

Question 14

Comment amplifient-ils et détectent-ils les microsatellites

Answer 14

Fragments amplifiés de courte taille peuvent être séparés sur un gel de polyacrylamide et mesures au pb près. Visualisation par autoradiographie ou fluorescence

Question 15

Quels sont les mécanismes de mutation au niveau des microsatellites

Answer 15

Glissement des brins de la réplication : exactement ce qui donne « les stutter bands ». Les mutations tendent à changer la taille du microsatellite par +/- 1 répétition, rarement des multiples. Les mutations sont plus fréquemment des insertions. Corrélation entre la taille du locus et sa diversité

Question 16

Quels types de mutations sont les plus courants

Answer 16

Les plus courtes séquences répétées sont plus souvent mutées. Les répétitions parfaites sont plus mutées que les répétitions imparfaites. La composition en nucléotides aurait aussi un impact

Question 17

Quels sont les inconvénients des microsatellites

Answer 17

Mécanismes de mutation encore mal compris. Distribution et niveau de variation diffèrent entre les espèces. Homoplasie entre allèles de même longueur. On rencontre des allèles nuls. « Stutter bands » peuvent parfois rendre la lecture des données difficiles

Question 18

Qu’est-ce que l’homoplasie

Answer 18

Séquence de multiples alles d’un locus microsatellite chez le limule. Des allèles de même taille présentent des polymorphismes de séquence

Question 19

Que sont les allèles nuls

Answer 19

Allèles qui n’amplifient pas lors de la PCR

Question 20

Quels sont les problèmes liés aux allèles nuls

Answer 20

Mutations au niveau des séquences flanquantes et n’hybrident pas avec les amorces. Amplification préférentielle de l’allèle plus court de la PCR. Faible qualité ou concentration d’ADN donne une liaison des amorces à une seule copie en début de PCR. Risque de typer un hétérozygote comme homozygote

Question 21

Comment les allèles nuls sont-ils détectés?

Answer 21

Présence d’un allèle nul peut parfois être mise en évidence en testant pour l’équilibre HW (tester l’excès d’homozygotes). La meilleure approche est cependant par l’analyse de pedigrees. Identification une mutation au nucléotide liant l’extrémité d’une amorce prévenant l’amplification d’un allèle. Un nouvel allèle construire pour se lier avant le site polymorphique a résolu le problème

Question 22

Comment les “stutter bands” sont-elles vues dans les profils microsatellites

Answer 22

Causée par un glissement lors de l’amplification par PCR. Peut rendre l’interprétation des profils plus difficile

Question 23

Quels sont les avantages des microsatellites

Answer 23

Amplification par PCR. Codominants. Abondance des microsatellites. Taux élevé de mutation et polymorphismes. Amplification des mêmes marqueurs chez differents espèces proches. Neutres

Question 24

Qu’est-ce que les RAPD

Answer 24

Utilisation d’une seule amorce de 10 nucléotides se liant à divers endroits du génome. Amplification des parties aléatoires d’ADN produisant des fragments de tailles différentes. Si mutation dans le site homologue de l’amorce, certains fragments ne sont pas amplifiés par PCR donc certains individus ne démontreront pas de bandes présentes chez d’autres individus

Question 25

Quelle est l'utilisation des RAPD

Answer 25

Étude des relations entre des espèces sauvages/domestiques de lentilles

Question 26

Quels sont les problèmes liés aux RAPD

Answer 26

La PCR étant une réaction enzymatique. La qualité et la concentration de l’ADN influencent l’efficacité de la réaction. Les concentrations relatives des réactifs vont aussi influencer la réaction. Les conditions de cyclage et le type de machine vont aussi avoir un impact. Réputation des RAPDs d’être dépendants du laboratoire et d’être difficilement reproductibles

Question 27

Quelles sont les erreurs liées aux RAPD

Answer 27

Deux bandes de même taille chez 2 individus differents peuvent être non-homologues. Une bande peut avoir l’air absente mais trop faible concentration pour être visible en gel

Question 28

Quelle est la méthode des AFLP

Answer 28

Extraction de l’ADN Restriction Ligation d’adapteurs aux extrémités des fragments Amplification sélective de fragments avec des amorces marquées complémentaires aux adapteurs Électrophorèse

Question 29

Quelle est la différence entre les AFLP et les RAPD

Answer 29

Les AFLPs produisent un grand nombre de bandes. Plus fiables que les RAPDs car les adaptateurs sont plus régulièrement amplifiés

Question 30

Que sont les SNP

Answer 30

Polymorphismes nucléotidiques. Initialement utilises pour l’analyse de liaison mais de plus en plus étudiés en génétique des populations. Un SNP à toutes les environ 300 pb chez l’Homme

Question 31

Quelles sont les étapes pour détecter les SNP

Answer 31

Plusieurs méthodes, basées sur 4 mécanismes de base : 1. Hybridation 2. Extension d’une amorce de la PCR 3. Ligation spécifique à un allèle 4. Séquençage

Question 32

Quels sont les avantages de SNP par rapport aux autres formes de détection

Answer 32

Abondance et distribution. Possible utilisation en haut débit (puces). Simplicité de l’analyse. Lien avec des variations génétiques fonctionnelles

Question 33

Quels sont les inconvénients de l'utilisation de SNP par rapport à d'autres formes de détection

Answer 33

Développement en dehors des espèces modèles est compliqué

Question 34

Comment fonctionnent les puces SNP

Answer 34

Sondes oligonucléotidiques d’ADN ne différant que sur la dernière position correspondant à un site SNP dans le génome. Jusqu’à 10^6 de ces paires de sondes fixées sur une lame de verre dans un certain ordre. L’ADN génomique est digéré avec des enzymes de restriction, amplifié par PCR et marqués par des groupes fluorescents. Les fragments d’ADN s’hybrident aux sondes qui leur sont parfaitement complémentaires

Question 35

Quel est le but des puces SNP

Answer 35

Analyse informatique des génotypes lus comme homozygote (pour l’un ou l’autre des allèles) ou hétérozygote (si les deux sondes sont liées) pour chaque locus

Question 36

Quelle est la probabilité d'identité

Answer 36

Probabilité que deux individus aient le même génotype. Confiance qu’un échantillon d’ADN sur une scène de crime correspond à l’ADN d’un suspect dépend de la probabilité qu’un individu choisi aléatoirement dans la population ait le même génotype. L’échantillonnage n’est pas aléatoire quand on a affaire à des individus qui ont des liens de parenté

Question 37

Qu'est-ce que l'identité héréditaire

Answer 37

Deux allèles sont identiques par hérédité s’ils descendent du même allèle ancestral. Deux allèles sont identiques par état s’ils ont des séquences identiques mais ne descendent pas du même allèle ancestral (du moins à l’échelle de temps considérée)

Question 38

Quelle est la probabilité que deux individus non liés aient le même génotype

Answer 38

Les probabilités d’un génotype identique dépendent des fréquences alléliques dans la population

Question 39

Quelle est la probabilité que les parents-descendants aient le même génotype

Answer 39

Les enfants ont toujours au moins un allèle en commun avec chaque parent

Question 40

Qu'en est-il de l'identité de probabilité moyenne

Answer 40

Probabilité que deux individus pris au hasard dans la population auront le même génotype

Question 41

Comment estimer la taille de la population par génotypage

Answer 41

Utilisation des microsatellites pour étudier les populations naturelles car chaque individu dans une population peut être identifié avec certitude. « Étiquette génétique » interne peut rendre possible l’étude du comportement des individus dans une population au lieu d’utiliser la population comme un tout en regardant les fréquences alléliques

Question 42

Quelle est l'approche du marquage et de la recapture

Answer 42

Approche utilisée couramment en écologie. Approche non invasive

Question 43

Qu'est-ce que M dans la technique de marquage et de la recapture

Answer 43

Le nombre d'individus capturés et marqués

Question 44

Qu'est-ce que T dans la technique de marquage et de la recapture

Answer 44

Le nombre total de la population

Question 45

Qu'est-ce que R dans la technique de marquage et de la recapture

Answer 45

Le nombre d'individus qui ont été repris dès la première tentative

Question 46

Qu'est-ce que C dans la technique de marquage et de la recapture

Answer 46

Le nombre total d'individus dans le deuxième échantillon

Question 47

Quel est le but de la méthode de recapture par marquage

Answer 47

Tester la technique et estimer la population et sa distribution

Question 48

Qu'est-ce que l'analyse parentale

Answer 48

Utilisation des marqueurs génétiques pour déterminer les relations parentales et retracer l’historique de l’hérédité des differents allèles. Deux approches: analyse de l'exclusion, analyse de vraisemblance

Question 49

Qu'est-ce que l'analyse de l'exclusion

Answer 49

Génotypes de la progéniture et d’un parent connu donne exclusion comme autre parent tout individu n’ayant pas l’allèle requis. Seul individu restant doit être le parent

Question 50

Qu'est-ce que l'analyse de vraisemblance

Answer 50

Calcul de la probabilité du génotype de la progéniture, étant donne les parents possibles. Individu avec la plus haute valeur de vraisemblance considéré comme étant le parent

Question 51

Quels sont les problèmes avec l'analyse de l'exclusion

Answer 51

Ne permet pas de discriminer entre les parents non-exclus. Des erreurs, mutations et allèles nuls peuvent mener à de fausses-exclusions

Question 52

Pourquoi est-il mauvais que l'analyse de l'exclusion ne puisse pas distinguer les parents qui ne sont pas exclus

Answer 52

Dans les grandes populations, il peut être très difficile d’exclure tous les parents potentiels. La probabilité d’exclusion ne donne pas une probabilité de paternité

Question 53

Pourquoi est-il mauvais que l'analyse de l'exclusion puisse avoir des erreurs dans les mutations et les allèles nuls

Answer 53

La PCR n’est pas une technique infaillible et les erreurs d’autant plus fréquentes que la qualité de l’ADN est faible. Pour être sûr, il faut généralement exclure à plus d’un locus

Question 54

C'est quoi Score LOD

Answer 54

Généralement, analyse de parente à partir de génotypes à plusieurs loci. Plus le LOD est élevé, plus l’individu a de chances d’être le parent

Question 55

Qu'est-ce que cela signifie lorsque LOD est supérieur à 0

Answer 55

LOD > 0 donne plus de chance qu’un individu aléatoire

Question 56

Qu'est-ce que cela signifie lorsque LOD est inférieur à 0

Answer 56

LOD < 0 donne moins de chance qu’un individu aléatoire

Question 57

Quelle est la mesure du niveau de parenté

Answer 57

Identité par hérédité : Parents et enfants partagent exactement 50% de leurs allèles. Frères et sœurs partagent en moyenne 50%. Une définition de la parente est : « la fraction des allèles qui sont identiques par hérédité entre les deux individus »

Question 58

Quelle est la pertinence de la mesure de la parenté

Answer 58

Permet de comprendre la structure des groupes sociaux d’une espèce. Une importante composante de la théorie de l’évolution traite de l’altruisme. Un individu qui aide un individu apparenté favorise le passage d’une fraction de ses propres gènes à la prochaine génération

Question 59

Quel est le coefficient de parenté

Answer 59

Le coefficient de parenté, dénoté rxy, est la probabilité d’observer, à un locus choisi au hasard, une paire d’allèles identiques par hérédité entre deux individus

Question 60

Quelle est la règle de Hamilton

Answer 60

L’évolution du comportement altruiste ne pouvait pas être expliqué par la sélection naturelle avec que WD Hamilton ne pose le problème ne lien avec la parenté

Question 61

Comment les comportements altruistes sont-ils pris en compte

Answer 61

Le comportement altruiste sera favorisé quand le coût en termes de valeur sélective (c) est inférieur au produit entre les bénéfices en termes de valeur sélective pour le receveur (b) et le coefficient de parenté entre les deux individus (r)

Question 62

Pourquoi les valeurs parent-enfant sont-elles > 0,5?

Answer 62

Besoin de compenser pour les fréquences alléliques. Allèles communs ont plus de chance d’être partagés par quiconque. Allèles rares sont un meilleur indicateur de parenté. Différentes approches pour réaliser ce calcul « normalisé ». Donnent généralement des valeurs < 0 ou > 0, en plaçant la moyenne de la population à 0

Question 63

C'est quoi le coefficient de parenté de Queller et Goodnight

Answer 63

Calcule la proportion d’allèles en commun de x par rapport à y, puis de y par rapport à x puis fait la moyenne

Question 64

Comment est-ce qu'on calcule rQ à partir d’un génotype multilocus

Answer 64

1. Faire la somme de tous les numérateurs et tous les dénominateurs pour rxy 2. Faire la même chose pour ryx 3. Faire la moyenne des deux

Question 65

Pourquoi les marqueurs moléculaires sont-ils utiles

Answer 65

Marqueurs moléculaire utiles pour déterminer les liens de parenté en l’absence d’information de type pedigree

Question 66

Pourquoi l'estimation du coefficient parenté est-elle importante

Answer 66

L’estimation du coefficient de parenté est l’une des applications les plus courantes pour les marqueurs moléculaires en écologie du comportement

Question 67

C'est quoi les principes du test d'assignation

Answer 67

Basé sur plusieurs loci combines. Fait le test pour tous les individus inclus dans l’étude. Quand les populations sont très différenciées, les individus sont généralement assignés correctement à leur population d’origine. Moins les populations sont différenciées, plus on verra d’erreurs d’assignation. On peut aussi détecter des individus qui sont disperses donc il y a autre façon d’étudier la différenciation et le flux génique entre les populations

Question 68

C'est quoi le consanguinité

Answer 68

Croisement entre individus apparentés. Augmentation de l’homozygote et donc une diminution de la variation génétique dans la population

Question 69

Qu'est-ce que la consanguinité au niveau individuel

Answer 69

Consanguinité d’un individu par rapport à un croisement aléatoire

Question 70

Qu'est-ce que la consanguinité au niveau de la population

Answer 70

Taux moyen de consanguinité dans la population par rapport à l’hypothèse de panmixie

Question 71

Que sont les croisements consanguins

Answer 71

Croisements entre individus plus apparentés qu’attendu par chance

Question 72

Que sont les croisements distants

Answer 72

Croisement entre individus moins apparentés qu’attendu par chance

Question 73

Y a-t-il des moyens pour que les espèces arrêtent la consanguinité

Answer 73

Développement par la plupart des espèces de systèmes pour éviter la consanguinité (dispersion, auto-incompatibilité, tabous reliés à l’inceste). La biologie de la conservation cherche à quantifier/diminuer l’occurrence de la consanguinité dans la nature

Question 74

Quelle est la dépression de la consanguinité

Answer 74

Reduction de la valeur adaptive (diminution de la qualité des individus) due aux croisements consanguins

Question 75

Quels sont les résultats phénotypiques possibles de la dépression de consanguinité

Answer 75

Cryptchordie (testicules intra-abdominale), Viabilité réduite des spermatozoïdes, Malformations du cœur, Queue plié et Rosettes

Question 76

Quelle est l'hypothèse de dominance

Answer 76

waa < wAa = wAA

Question 77

Quelle est l'hypothèse de la surdominance

Answer 77

waa < wAa > wAA

Question 78

Quels sont les avantages des croisements distants

Answer 78

Les bénéfices de croisements distants sont appelés « vigueur hybride » ou « hétérosie » et est le contraire de la dépression de consanguinité

Question 79

Quelle est la quantification de la consanguinité

Answer 79

Coefficient de consanguinité d’un individu f. Probabilité que, chez un individu, les deux allèles à un locus soient identiques par hérédité = autozygotes (homozygotes = identiques par état). Traditionnellement à partir d’un pedigree en comptant le nombre d’ancêtres communs dans la lignée

Question 80

Quel est le coefficient de consanguinité de la parenté

Answer 80

Le coefficient de consanguinité est égal là la moitié du coefficient de parenté entre les parents de l’individu

Question 81

Comment la consanguinité est-elle mesurée dans la nature

Answer 81

Besoin de connaître le pedigree. Peut se faire par l’observation des relations parentales. C’est l’approche traditionnelle mais ce n’est pas très exact, ni toujours possible. Analyse parentale à partir de données moléculaires nous permet de construire un pedigree et d’estimer le coefficient de consanguinité

Question 82

Quels sont les problèmes liés au pedigree

Answer 82

Les pedigrees déduits des observations sont souvent impossibles à construire (ex : partenaires multiples, comportement sexuel cryptique…). Même avec les pedigrees déduits de données moléculaires combinées à l’analyse parentale, les populations à étudier peuvent comprendre des milliers d’individus. On a alors un échantillonnage incomplet et beaucoup de trous dans les pedigrees

Question 83

Comment le niveau de consanguinité est-il mesuré dans une population dans une formule

Answer 83

f = (He - Ho) / He

Question 84

Lorsque le niveau de consanguinite est inférieur à 0, f < 0, que se passe-t-il

Answer 84

Si f < 0 : Croisements distants favorisés (comportements d’évitement de la consanguinité, par exemple chez beaucoup de mammifères sociaux)

Question 85

Lorsque le niveau de consanguinite est égal à 0, f = 0, que se passe-t-il

Answer 85

Si f = 0 : Croisements aléatoires (ex : poissons marins)

Question 86

Lorsque le niveau de consanguinite est supérieur à 0, f> 0, que se passe-t-il

Answer 86

Si f > 0 : Croisements consanguins communs (autofécondation, par exemple les mauvaises herbes)