ADN en commun avec frère/soeur

[Furinji]

Bonjour, une question me taraude depuis quelques jours

Pourquoi dit-on que l'on partage 98% de notre ADN avec le chimpanzé mais qu'on a 50% de notre ADN en commun avec un frère ou une soeur ?
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[Deedee81]

Salut,

Bonjour, une question me taraude depuis quelques jours
Pourquoi dit-on que l'on partage 98% de notre ADN avec le chimpanzé mais qu'on a 50% de notre ADN en commun avec un frère ou une soeur ?

Par ce qu'on ne parle pas de la même chose

Une grande partie de l'ADN est bien conservée au cours de l'évolution et si on regarde les gènes, il n'y a que très peu de différences entre l'homme et le chimpanzé, et même avec la banane on a environ la moitié des gènes en commun.

Quand on a des enfants, les paires de chromosomes homologues '(venant des parents) se répartissent moitié/moitié dans l'oeuf fécondé (brassage génétique, il y a aussi du cross-over, es parties de chromosomes).
Et donc un frère et une soeur on environ 50% de leur ADN venant du même parent. Mais les 50% restant peuvent quand même être très semblables.

Il faut faire attention à ce qu'on compare :
- tu as l'ADN dans son entier : environ 3 milliards et demis de paires de base
- la partie de l'ADN codant les gènes (donnant des protéines) un peu plus de 26000 chez l'homme
voir ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Taille_du_g%C3%A9nome
- certains gènes particuliers, ayant du polymorphisme (plusieurs versions) et variant d'un humain à l'autre (gènes donnant les yeux bleus, etc...) et qu'on identifie à l'aide d'enzyme de restriction
https://fr.wikipedia.org/wiki/Enzyme_de_restriction
et qui permettent de faire des tests génétiques assez facilement pour vérifier à qui appartient un ADN (criminologie) ou pour faire un test de paternité. Ca c'est amélioré au cours du temps et on teste couramment quelques centaines de gènes particuliers (je ne me souviens plus du chiffre exact exigé en criminologie, on doit pouvoir retrouver ça). Mais on sait en faire des milliers, ou faire des tests spécifiques du chromosome Y ou X ou encore de l'ADN mitochondrial

Bref, il y a comparaison et comparaison

[MissJenny]

Quand deux individus portent la même séquence en un certain locus, on distingue ce qu'on appelle "identity by state" et "identity by descent". Dans le premier cas les deux séquences sont identiques soit parce qu'elles proviennent sans modification d'un lointain ancêtre commun, soit qu'elles aient évolué parallèlement. Dans le second cas elles ont été héritées sans modification d'un parent (père ou mère). Dans le cas des frère et soeur, la moitié de leurs gènes sont identiques par descendance (moins un petit nombre où une mutation s'est produite chez l'un ou l'autre des frères ou soeurs), mais il peut y avoir d'autres gènes identiques par état, par exemple tous ceux qui sont fixés dans la population.

[Deedee81]

Une analogie :

Je compare deux bouquins, tous les deux ont page 144 comme premier mot "cafetière". Il peut y avoir trois raisons :
- c'est le même bouquin
- l'un a plagié l'autre (copie d'une partie par exemple)
- c'est le hasard et c'est le même mot car ils ont tous les deux la même origine : la langue française

Et donc tout dépend ce qu'on compare. C'est un peu la même chose avec la génétique.

Bon, j'espère que cette analogie n'est pas trop foireuse

[A voir en vidéo sur Futura]

[MissJenny]

l'analogie n'est pas du tout foireuse. Les philologues utilisent parfois des modèles issus de la génétique des populations pour essayer de retracer l'historique des différentes versions d'un texte.

[Deedee81]

l'analogie n'est pas du tout foireuse. Les philologues utilisent parfois des modèles issus de la génétique des populations pour essayer de retracer l'historique des différentes versions d'un texte.

C'est vrai que j'avais lu ça une fois, dans pour la science si ma mémoire est bonne.... j'avais oublié. Merci,

[Contrario666]

mais qu'on a 50% de notre ADN en commun avec un frère ou une soeur ?

Cette affirmation est fausse.
Il serait plus juste de dire qu'on peut au pire avoir 50% d'ADN en commun avec son frère si on est un homme et sa sœur si on est une femme.
On peut même descendre un peu en dessous de 50% si on compare entre frère et sœur du fait de la présence du chromosome sexuel qui lui ne subit pas la méiose de la même manière.
Voir par exemple ici :

Le comportement des chromosomes sexuels diffère fondamentalement au cours des méioses spermatocytaire et ovocytaire. Dans l’ovocyte, les chromosomes X s’apparient sur toute leur longueur formant un bivalent XX qui ne se distingue pas des bivalents autosomiques, par sa morphologie et son comportement. Chez l’homme, les différences morphologiques et génétiques qui existent entre les chromosomes X et Y vont limiter leur appariement et interdire toute recombinaison génétique excepté dans la région d’homologie PAR1. Au cours du stade pachytène de la prophase I, les chromosomes X et Y se condensent progressivement pour former le corps XY transcriptionnellement inactif à la périphérie du noyau. La condensation du bivalent XY au cours du stade pachytène nous a permis de définir quatre sous-stades pachytène et de localiser le point de contrôle du pachytène entre les sous-stades 2 et 3. Nous avons aussi montré que l’index du pachytène (PI = P1 + P2/P1 + P2 + P3 + P4) était toujours inférieur à 0,50 dans les méioses normales. Alors que le corps XY se décondense au stade diplotène de la prophase I, l’inactivation transcriptionnelle des chromosomes sexuels ou meiotic sex chromosome inactivation (MSCI) persiste jusqu’à la fin de la spermatogenèse. Ce mécanisme d’inactivation fait intervenir des protéines dont un petit nombre a été maintenant identifié, parmi elles, les protéines HP1β et HP1γ, impliquées dans l’hétérochromatinisation facultative des chromosomes sexuels. Cependant, l’initiation de la MSCI fait intervenir la phosphorylation de la protéine H2AX par la kinase ATR, elle-même recrutée par BRCA1. Une connaissance plus approfondie des phénomènes d’inactivation des chromosomes sexuels au cours de la méiose mâle permettra de mieux définir les étiologies d’un certain nombre d’infertilités masculines.

https://www.sciencedirect.com/scienc...97958909003464

Or comme très souvent les parent venant d'une même population ou de manière plus vaste d'un même groupe ethnique peuvent assez facilement posséder les mêmes allèles pour un gène donné les parents malgré la méiose (qui mélange statistiquement les allèles) fourniront le même allèle au fils ou à la fille.
Ensuite "au pire" intervient également le fait qu'il peut très bien y avoir statistiquement un "tirage" lors de la production des gamètes qui ferait que les allèles des enfants sont les mêmes.
Donc statistiquement on a forcément un peu plus de 50% de ressemblance.

Tout dépend également de l'indice du polymorphisme génétique de la population considérée et de ce qu'on appelé "identique" lorsqu'on parle d'allèle.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Polymo...A9n%C3%A9tique

De plus pour ce qui est de la ressemblance avec par exemple le chimpanzé comme déjà évoqué c'est ici des gènes dont on parle (et là les allèles sont assez différents entre l'Homme et le chimpanzé).
D'autre part il ne suffit pas d'avoir les mêmes allèles pour qu'il y ait équivalence en terme d'expression génétique
La position des gènes sur les chromosomes (ce qui inclue le nombre de chromosomes que nous n'avons par exemple pas en commun avec le chimpanzé qui lui possède 2n=48 chromosomes alors que nous en avons 2n=46) joue énormément sur le développement des êtres vivants.
Pour un ensemble de gènes identiques selon le placement des gènes on obtient "ici un Homme là un chimpanzé".

Voir par exemple ici :

13 paires de chromosomes sont identiques morphologiquement chez l'homme et le chimpanzé le caryotype humain se distingue de celui du Chimpanzé par le nombre de chromosomes (2n = 46 chez l'Homme - 2n = 48 chez le Chimpanzé). Si l'on observe les caractéristiques des chromosomes, on peut faire l'hypothèse d'une fusion de deux chromosomes distincts chez le chimpanzé pour constituer le chromosome 2 humain
la comparaison des chromosomes de certaines paires permet de mettre en évidence différentes modalités d'évolution génétique: inversion d'un fragment de chromosome dans la région voisine du centromère (chromosomes 4, 5, 12, 17, 18); délétion d'un fragment chromosomique (chromosomes 1, 13); remaniements plus importants (chromosomes 9)

http://acces.ens-lyon.fr/biotic/evol...l/histevol.htm

[Flyingbike]

et pour compléter ces réponses toutes complémentaires : si on comparait une personne à son frère ou à sa soeur comme on compare l'homme à un chimpanzé, on concluerait qu'on a 100% de notre ADN en commmun avec nos relatifs (et avec les autres humains d'ailleurs).

[Furinji]

Bonjour,

Merci pour vos réponses

Donc si je comprends bien, nous avons ~99,9% de notre ADN codant (exome) en commun avec les autres humains, lequel constitue une petite partie de notre génome, qui lui est très différent d'un individu à l'autre. C'est la raison pour laquelle la police scientifique peut identifier quelqu'un par exemple.
Est-ce correct jusque là ?
Et du coup lorsqu'on parle de polymorphisme génétique, on ne parle pas de séquences codantes qui restent très stables de génération en génération mais de tout le reste du génome ? Comment expliquer un tel impact du polymorphisme sur le phénotype puisqu'il s'agit de régions non codantes ?


J'ai une deuxième question :

Durant la méiose il y a le brassage interchromosomique, les chromosomes homologues se séparent. Comme nous avons 23 paires de chromosomes (l'un hérité d'un spermatozoïde, donc du père, l'autre d'un ovocyte, donc de la mère), il y a 2^23 possibilité de réarrangement entre ces chromosomes. Mais donc il se peut que l'on "tombe" systématiquement sur le chromosome paternel ? Et qu'on ait donc une cellule reproductrice dont les chromosomes ne sont issus que d'un parent ? Certes la probabilité est infime (1/2^23), mais qu'en est-il des partages un peu moins déséquilibrés ? Par exemple 19/4, 21/2 ou 17/6 ? Pourquoi y a-t-il finalement un équilibre dans la répartition père/mère dans une cellule reproductrice qui contient 23 chromosomes ?
Serait-ce à cause du brassage intra-chromosomique (crossing-over) ? Ces recombinaisons entre chromosomes homologues (donc entre chromosomes paternel et maternel) suffiraient à assurer une proportion d'allèles paternel et maternel équivalente ? Donc peu importe les chromosomes sélectionnés par recombinaison interchromosomique, si ceux-ci ont été fortement recombinés par recombinaison intrachromosomique, ils assurent statistiquement la présence équiprobable de portions venant de la mère et de portions venant du père. C'est l'idée ?

Ensuite, il faut régler la question du 50%. En considérant que la différence entre des frères/sœurs c'est finalement la différence entre la résultante de deux méioses différentes, cela veut dire qu'on considère que deux spermatozoïdes différents ont à chaque fois 50% en commun. Mais sur quoi ce base cette assertion ? Est-ce basé sur le même principe que le pile ou face ? Si je lance 100.000 pièces, une par une, et qu'un ami lance les mêmes 100.000 pièces, nous aurons 50.000 lancers qui auront donné le même résultat ? Ce serait pareil pour la chance d'hériter d'un allèle paternel/maternel qui est de 1/2 ? Comment l'exprimer correctement en utilisant la théorie de probabilité ?

Note : j'ai utilisé improprement le terme d'allèle pour parler de version paternelle et maternelle d'une portion de l'ADN, quelle qu'elle soit, il me semble que la notion d'allèle se restreint aux gènes.

[vgondr98]

Bonjour,

Merci pour vos réponses

Donc si je comprends bien, nous avons ~99,9% de notre ADN codant (exome) en commun avec les autres humains, lequel constitue une petite partie de notre génome, qui lui est très différent d'un individu à l'autre. C'est la raison pour laquelle la police scientifique peut identifier quelqu'un par exemple.
Est-ce correct jusque là ?

Non, l'immense majorité du génome est semblable chez tous les individus. Il y a cependant des variations qui permettent de distinguer les individus:

- les SNV où une base est remplacée par une autre, par exemple chr1:1254485A>T

- les délétions où des bases manquent, par exemple chr1:1254485AG>A

- les insertions où des bases sont ajoutées, par exemple chr1:1254485A>AT

- des variations du nombre de copies (CNV) où des chromosomes ou des bouts de chromosome sont en plus grand nombre d'exemplaires (par exemple la trisomie 21)

- des fusions de gènes qui peuvent être responsable de cancers

etc

[vgondr98]

Voila un autre exemple de variations qui sont les séquences répétés :
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005930/document

Certaines séquences d’ADN peuvent présenter des particularités. C’est le cas des séquences répétées. Elles sont présentes dans différentes espèces. Chez l’homme, l’ensemble des séquences répétées couvrent environ 40 % du génome (Genoscope). Deux types de séquences répétées sont distinguées : les séquences répétées en tandem et les séquences répétées dispersées, suivant que les copies de l’élément répété sont adjacentes ou dispersées.

Le polymorphisme d’un minisatellite est du a la différence, d’un individu a l’autre, du nombre et de la succession des variants. Certains minisatellites ont un taux de mutation très élevé, ce qui implique un niveau de polymorphisme important. Par conséquent, ces minisatellites sont particulièrement utiles entre autres pour l’identification génétique et les tests de paternité (Genoscope).

[Furinji]

Bonjour,

Merci pour vos réponses

Mais je ne crains d'avoir eu de réponse satisfaisante à mon dernier poste (le #9)

[MissJenny]

tu t'es toi-même répondu : le chiffre de 50% est la valeur attendue (l'espérance).

[Physics Rules]

Bien le bonjour !

on a 50% de notre ADN en commun avec un frère ou une soeur

En fait, c'est une moyenne.
En réalité, on a TRES PRECISEMENT 50% de l'adn du père et TRES PRECISEMENT 50% de l'adn de la mère.
Ce qui change, c'est quels sont les gènes qui vont constituer ces 50%.
Pour faire simple. Supposons que le père a comme gènes A, B, C, D, E et F (6 seulement pour l'exemple). La mère a respectivement G, H, I, J, K et L. (A correspond à G, B correspond à H, etc...)

Exemples de combinaisons de leurs enfants :
A, B, C, J, K, L
A, B, I, D, K, L
A, H, C, D, K, L
G, H, I, D, E, F
... etc ...
Ce qu'il faut, c'est prendre 3 gènes du père et 3 gènes de la mère, de manière correspondante (choix entre A et G, entre B et H, entre C et I, etc...). D'où ton 2^23, et ici, il y a 2^6 possibilités. En vrai c'est beaucoup plus que ça, car ce ne sont pas que les chromosomes qui se mélangent. Mais on ne va pas compliquer inutilement, le but est de comprendre le 50% commun avec un frangin.

Mais mathématiquement ce taux peut aller de 0% à 100%, de manière équiprobable. D'où la moyenne à 50%
Comment 0% ? Par exemple : un enfant ayant A, B, C, J, K et L et l'autre enfant ayant G, H, I, D, E et F. Ils n'ont strictement aucun gène en commun, pourtant issus des mêmes parents. Probabilité infime, mais mathématiquement, ce cas existe.

De manière identique, rien n'empêche de tirer au hasard G, B, C, J, E et L pour le premier enfant et... G, B, C, J, E et L pour le deuxième ! Ca seraient des vrais jumeaux car rigoureusement le même matériel génétique, mais faits à des moments différents ! Bon, évidemment comme pour le 0%, c'est très très peu probable, mais mathématiquement, cette probabilité existe.


Pour le chimpanzé, lorsque l'on parle de 98% de matériel génétique commun, on parle de la partie codante uniquement, qui représente entre 1 et 3% selon les études. Oui, c'est bien 98% de entre 1 et 3% qui est commun ! Je trouve que c'est presque "intellectuellement malhonnête" de juste dire 98% sans préciser "de quoi"...

D'autre part, on parle de "types de gènes", pas de leur "valeur". Par exemple, chez l'être humain, le gène (les gènes en vrai.. mais restons simples) responsable la définition du type de cheveu est juste une variation de ce gène. Les différentes mutations provoquent un cheveu différent, mais c'est le "même" gène, il est situé au même endroit dans l'adn.

Et c'est ce qui est mis en avant avec la comparaison avec le chimpanzé : il y a les mêmes gènes (avec leurs variations) aux mêmes endroits entre l'homme et le chimpanzé. Mais les variations des gènes est très forte, comme on peut le constater à l'oeil nu, lol.

J'espère que c'est plus clair...