Changement dans les fréquences alléliques et génotypiques

Question 1

Quelles sont les forces évolutives modifiant la variation génétique?

Answer 1

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

Question 2

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

Answer 2

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)

Question 3

Qu’est-ce que la dérive génétique?

Answer 3

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

Question 4

Qu’est-ce que la sélection naturelle?

Answer 4

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.

Question 5

qu’est -ce qu’une mutation?

Answer 5

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.

Question 6

Qu’est-ce que le flux génétique?

Answer 6

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.

Question 7

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

Answer 7

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

Question 8

Quelles sont les hypothèses du modèle Hardy-Weinberg?

Answer 8

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

Question 9

Quelle est l’équilibre de Hardy-Weinberg?

Answer 9

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

Question 10

Quels sont les principes de Hardy-Weinberg?

Answer 10

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

Question 11

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

Answer 11

modification des fréquences génotypiques.

Question 12

Qu’est-ce que l’endogamie?

Answer 12

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

Question 13

Q’est-ce que entraine l’autofécondation?

Answer 13

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

Question 14

L’endogamie entraine la perte de quoi?

Answer 14

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

Question 15

Quelles sont les conséquences de l’exogamie?

Answer 15

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

Question 16

Quelles sont les conséquences de la consanguinité?

Answer 16

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.

Question 17

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

Answer 17

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.

Question 18

Qu’est-ce que l’exogamie?

Answer 18

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

Question 19

Que favorise l’exogamie?

Answer 19

Diversité génétique

Question 20

Chez qui est fréquent l’exogamie?

Answer 20

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

Question 21

Qu’est-ce que l’accouplement assortatif?

Answer 21

Partenaires ayant des phénotypes similaires.

Question 22

Qu’est-ce que l’accouplement désassortatif?

Answer 22

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

Question 23

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

Answer 23

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

Question 24

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

Answer 24

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

Question 25

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

Answer 25

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

Question 26

Qu'est-ce que le coefficient FIS?

Answer 26

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

Question 27

Comment interprète-on FIS?

Answer 27

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

Question 28

Qu'est-ce que la sélection létale?

Answer 28

Génotype non viable

Question 29

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

Answer 29

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.

Question 30

Que représente l'indice N?

Answer 30

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).

Question 31

Qu'est ce que la variance?

Answer 31

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.

Question 32

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

Answer 32

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.

Question 33

Quelle-est la probabilité de fixation d'allèle?

Answer 33

proportionnelle à la fréquence initiale.

Question 34

Quelle est la probabilité d'une nouvelle mutation?

Answer 34

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

Question 35

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

Answer 35

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

Question 36

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

Answer 36

Échange de gènes limité entre sous-populations.

Question 37

Effets de la dérive dans une métapopulation structurée: Conséquences?

Answer 37

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

Question 38

Consanguinité dans une métapopulation structurée

Answer 38

- 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.

Question 39

Qu'est FST?

Answer 39

- Indice de fixation - mesure la divergence génétique entre populations. - FST=(HT−HS)/ HT

Question 40

Que représente HT et HS?

Answer 40

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

Question 41

À quoi sert FST?

Answer 41

- Identification de gènes soumis à une sélection divergente - Études de différenciation génétique entre populations

Question 42

Comment on interprète FST?

Answer 42

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

Question 43

Quelles sont les applications pratiques de FST?

Answer 43

- 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.

Question 44

Isolement par la distance

Answer 44

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.

Question 45

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

Answer 45

* Solution : Délimitation par inférence statistique à partir de génotypes individuels.

Question 46

Sélection naturelle et équilibre de HardyWeinberg (HWE)

Answer 46

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.

Question 47

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

Answer 47

rare

Question 48

Mutation et équilibre de Hardy-Weinberg: Rôle principal

Answer 48

Générer des variations pour la sélection et la dérive.

Question 49

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

Answer 49

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

Question 50

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

Answer 50

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

Question 51

Facteurs évolutifs dans les populations réelles

Answer 51

* 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.

Question 52

Taille efficace de la population (Ne)

Answer 52

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