À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Distinguer une population d’un individu ou d’une espèce
- Définir précisément les notions de fréquence allélique et fréquence génotypique
- Maîtriser les termes-clés du modèle de Hardy-Weinberg (équilibre, panmixie)
- Utiliser correctement le vocabulaire de génétique des populations
1. Les unités d’étude en génétique des populations
Population : ensemble d’individus de la même espèce vivant dans une même zone géographique et capables de se reproduire entre eux. C’est l’unité d’étude de la génétique des populations, discipline qui suit l’évolution des fréquences alléliques dans une population au fil des générations.
Génétique des populations : discipline de la biologie qui étudie la variation et l’évolution des fréquences alléliques au sein des populations naturelles. Elle s’intéresse aux mécanismes qui font évoluer une population : sélection, dérive, mutations, migrations.
2. Fréquences alléliques et génotypiques
Fréquence allélique : proportion d’un allèle parmi l’ensemble des allèles d’un gène donné dans une population. Pour un gène à 2 allèles A et a, on note souvent p la fréquence de A et q celle de a. Par définition : p + q = 1.
Fréquence génotypique : proportion d’un génotype donné parmi les individus d’une population. Pour un gène à 2 allèles A et a, on a trois génotypes possibles : (A//A) homozygote dominant, (A//a) hétérozygote, (a//a) homozygote récessif. Leurs fréquences sont notées f(AA), f(Aa) et f(aa), et leur somme vaut 1.
Ne confonds pas les deux notions. Les fréquences alléliques se rapportent aux allèles eux-mêmes (au niveau des chromosomes). Les fréquences génotypiques se rapportent aux génotypes (au niveau des individus). On peut passer de l’une à l’autre par calcul (c’est ce que fait le modèle de Hardy-Weinberg).
3. Le modèle de Hardy-Weinberg
Modèle de Hardy-Weinberg : modèle théorique probabiliste proposé indépendamment par Godfrey Hardy (mathématicien britannique) et Wilhelm Weinberg (médecin allemand) en 1908. Il prédit que dans une population idéale (à conditions strictes), les fréquences alléliques restent stables d’une génération à l’autre. C’est l’outil de référence en génétique des populations.
Équilibre de Hardy-Weinberg : situation théorique où les fréquences alléliques et génotypiques d’une population restent inchangées d’une génération à l’autre. Cet équilibre n’est atteint que si cinq conditions strictes sont vérifiées (étudiées en Leçon 1.2). En pratique, il sert de référence pour détecter une évolution dans une population réelle.
Panmixie : régime de reproduction où les croisements entre individus de la population se font au hasard, sans préférence (pas de sélection sexuelle, pas de préférence pour les apparentés, pas d’autofécondation). C’est l’une des cinq conditions de l’équilibre de Hardy-Weinberg.
4. Hétérozygotie : un indicateur clé
Hétérozygotie (rappel du chapitre précédent) : un individu hétérozygote possède deux allèles différents pour un gène donné. La fréquence d’individus hétérozygotes f(Aa) dans une population est un indicateur particulièrement fiable de l’état d’équilibre : si la population évolue, c’est souvent cette fréquence qui est la première à changer.
5. Notations conventionnelles
En génétique des populations, certaines notations reviennent constamment. Apprends-les bien :
| Notation | Signification |
|---|---|
| p | Fréquence de l’allèle A (dominant ou de référence) |
| q | Fréquence de l’allèle a (récessif ou autre) |
| p + q = 1 | Conservation des fréquences alléliques |
| p² | Fréquence du génotype (A//A) |
| 2pq | Fréquence du génotype (A//a) |
| q² | Fréquence du génotype (a//a) |
| p² + 2pq + q² = 1 | Équation de Hardy-Weinberg |
Ce qu’il faut retenir
- La génétique des populations étudie l’évolution des fréquences alléliques dans une population au fil des générations
- Fréquence allélique = proportion d’un allèle (notée p ou q). Fréquence génotypique = proportion d’un génotype
- Le modèle de Hardy-Weinberg (1908) est l’outil de référence : il prédit la stabilité des fréquences si 5 conditions strictes sont vérifiées
- Panmixie = croisements au hasard (une des conditions)
- La fréquence des hétérozygotes est l’indicateur le plus fiable de l’état d’équilibre