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Qu’est-ce qu’un gène ?
Le gène est l’unité de l’information génétique qui permet de définir un caractère physique. Le locus est le support physique du gène : le locus d’un gène est la portion d’ADN correspondant à ce gène.
Un gène peut prendre plusieurs formes, ou allèles.
Les lois de l’hérédité
C’est un certain Mendel qui a découvert, ou redécouvert, les premières lois de l’hérédité, en réalisant des expériences sur des petits pois. Avant de s’intéresser à ces lois, il faut rappeler quelques faits.
Chaque individu (au moins chez les Animaux) possède 2 copies de chaque gène : une copie héritée de la mère, et une copie héritée du père. Si les 2 copies sont identiques (même allèle), on dit que l’individu est homozygote pour le gène considéré. A l’inverse, si les 2 copies sont différentes (2 allèles différents), on dit qu’il est hétérozygote. L’homozygotie ou l’hétérozygotie se définissent toujours pour un gène donné. On peut être à la fois homozygote pour le gène A et hétérozygote pour le gène B.
Chez un individu hétérozygote, c’est le « rapport de force » entre les allèles qui détermine l’état du caractère physique gouverné par le gène considéré. L’état d’un caractère est désigné par le terme de phénotype. Par opposition, l’information génétique constitue le génotype. Le génotype gouverne le phénotype.
Le rapport le plus simple entre 2 allèles est le rapport de dominance/récessivité. Un allèle A est dominant sur un allèle B si l’allèle A s’exprime chez un individu hétérozygote AB (notation du génotype qui signifie allèle A + allèle B). A l’inverse, l’allèle B est récessif par rapport à l’allèle A car il ne s’exprime pas lorsque A est présent. Un état de caractère déterminé par un allèle dominant ne peut apparaître que si l’un des deux parents présentait cet état de caractère. Par contre, un caractère déterminé par un allèle récessif peut apparaître alors qu’aucun des deux parents ne le présentait : c’est le cas par exemple de la dilution chez le chat.
Si les deux allèles sont de force égale, c’est-à-dire, si les 2 allèles sont coexprimés chez l’individu hétérozygote, on dit que ces 2 allèles sont codominants. Le caractère red/non red est gouverné par un gène présentant 2 allèles codominants.
Quelques subtilités viennent ensuite se greffer sur ces bases. Nous les aborderons au fur et à mesure dans la partie plus spécifiquement consacrée au déterminisme de la robe du chat.
Génétique des couleurs
1 Le noir et ses mutations : la série B
La série B gouverne la "couleur de base" du poil, c'est-à-dire si le poil sera noir, chocolat ou cinnamon. La série B comporte 3 allèles :
B qui donne le noir
b qui donne le chocolat
bl qui donne le cinnamon
B est dominant sur les 2 autres allèles. bl à l'inverse est totalement récessif. b a une force intermédiaire : dominant sur bl, mais récessif par rapport à B. Pour résumer, B > b > bl. Par conséquent, un chat noir peut être génotypiquement BB, Bb ou Bbl. Pour signifier que le deuxième allèle peut être n'importe lequel, on note B*.
Un chat chocolat peut être bb ou bbl. Et enfin, un chat cinnamon ne peut être que blbl.
2 Noir ou roux ? Les chromosomes sexuels
La série B ne permet pas d'expliquer l'existence des chats roux. En fait, le roux est du à un autre gène : le gène O. Ce gène existe sous 2 formes : O et O+. La forme O+ donne une pigmentation noire du poil (ou chocolat, cinnamon ou leurs modifications) ; la forme O donne une pigmentation orangé du poil, soit une robe rousse (red). Les allèles O et O+ sont codominants. Un chat possédant les deux allèles sera donc roux et noir, ou écaille.
Chez les Mammifères, comme le chat ou l'homme, l'état femelle est déterminé par la présence de 2 chromosomes X, alors que l'état mâle est déterminé par la présence d'un chromosome X, hérité de la mère, et d'un chromosome Y, hérité du père. La paire constituée par 2 chromosomes X (femelle) ou un chromosome X et un chromosome Y (mâle) est dite paire de chromosomes sexuels. Par opposition, les autres paires de chromosomes sont appelés autosomes.
Le gène O est porté par le chromosome X. Or, seules les femelles ont 2 chromosomes X, donc, seules les femelles peuvent avoir 2 copies du gène O ; la combinaison OO+ ne se retrouve donc que chez les femelles. C'est pour cette raison que seules les femelles peuvent être écailles. Les mâles, eux, ne peuvent être que OY ou O+Y, c'est-à-dire roux (red) ou non roux (noir ou chocolat ou cinnamon). Les femelles OO sont red, et les femelles O+O+ sont non red (noir ou chocolat ou cinnamon).
Une conséquence importante du fait que le gène O soit porté par le chromosome X est que comme un mâle hérite TOUJOURS son chromosome X de sa mère, c'est la mère exclusivement qui transmet le caractère "roux ou non roux" à sa descendance mâle. En d'autres termes, si la mère n'est pas red ou écaille, il est IMPOSSIBLE que sa descendance mâle soit red.
NB : on recense quelques mâles écailles. Ces mâles sont porteurs d'une anomalie chromosomique qui leur permet d'avoir 2 copies du gène O. Il s'agit soit d'une simple duplication du gène sur le même chromosome X (ces mâles sont parfaitement fertiles), soit d'un chromosome X surnuméraire (ces mâles-ci sont stériles), ou de la duplication d'une partie du chromosome X, partie qui s'est accolée soit au chromosome X lui-même, soit à un autre chromosome (Y ou autosome).
3 Le blanc masque toutes les couleurs : l'épistasie
Le blanc n'est pas du au même gène selon que le chat est entièrement blanc ou seulement bicolore. Chez les chats entièrement blancs, le gène impliqué est le gène white (blanc en Anglais). Ce gène existe sous 2 formes :
W : le chat est blanc
w : le chat est coloré
L'allèle W est dominant sur w. Un chat blanc peut donc être WW ou Ww ; un chat coloré ne peut être que ww. Le gène W, sous sa forme dominante, inhibe totalement la synthèse des pigments colorants le poil : les mélanines. Bien que les gènes contrôlant le type et la répartition des mélanines soient toujours présents, l'allèle W du gène W empêche de voir leur expression.
4 Le blanc chez les chats bicolores
Les chats bicolores sont génétiquement des chats colorés : ils sont ww. Le blanc de leur fourrure
est du à l'action d'un autre gène : le gène S (spotting). Ce gène présente 2
allèles S et s. S donne du blanc. Les 2 allèles sont codominants.
ss : le chat est sans blanc
Ss : le chat a plus ou moins un tiers de blanc
SS : le chat présente plus ou moins deux tiers de blanc (Arlequins et Van)
A cela vient s'ajouter l'action d'un groupe de gènes dont l'effet de chacun pris séparément est minime mais qui, pris dans leur ensemble, donnent un phénotype visible. On dit que ces gènes sont des polygènes. Dans ce cas, ils augmentent ou diminuent la proportion de blanc sur le corps. Il n'est pasimpossible que ces polygènes soient également responsables de l'apparition de tâches blanches (locket) chez des chats non génétiquement blanc (ie, ss). Quant aux gants du birman, on ne sait pas à l'heure actuelle s'ils résultent aussi de l'action de ces polygènes ou d'un gène hypothétique à part, provisoirement dénommé "gloving gene". Il est fort probable que la réalité soit un mélange des deux... ce dont on est sûr, cependant, c'est que les gants du birman ne sont en aucun cas dus au gène spotting.
5 Le tabby
Le gène Agouti est responsable des bandes tabby chez le chat. Il existe sous 2 formes :
A : le chat est tabby
a : le chat est solide (non tabby).
L'allèle A est dominant sur a. L'allèle A fait apparaître les bandes clairs sur les poils
agoutis des chats tabby. Ces bandes clairs sont dues à l'inhibition de
la synthèse de pigments, les pigments noirs étant plus touchés
par ce phénomène que les pigments orangés. Un groupe de
polygènes, appelés rufus, agit au niveau des bandes agoutis pour
renforcer leur couleur orangée, donnant une teinte chaude au pelage tabby.
Certains pensent que ce sont ces polygènes rufus qui seraient à
l'origine de la couleur golden tabby, mais personnellement, je penche plutôt
pour la seconde hypothèse (voir plus bas, paragraphe 9).
Chez les chats tabby, d'autres gènes interviennent pour contrôler le dessin du patron tabby. On a longtemps cru que le dessin du tabby n'était gouverné que par un seul gène possédant trois allèle. Dans la quatrième édition de Robinson's Genetics for Cat Breeders and Veterinarians, les auteurs présentent pourtant une théorie nouvelle particulièrement intéressante, car expliquant le dessin spotted de façon moins alléatoire que précédemment. Trois gènes seraient impliqués dans le dessin du tabby :
Le gène de l'Abyssin, symbolisé par T. Il possèderait 2 allèles: T et t (ou Ta et ta). T définit le patron ticked qui caractérise les Abyssins (d'où le nom du gène), et t définit un patron non ticked, c'est-à-dire mackerel ou blotched (classic). T est dominant sur t, et de plus, il est épistatique sur les 2 autres gènes : un chat T* ne peut être que ticked, quelques soient les allèles des 2 autres gènes gouvernant le patron tabby. La dominance de T semble toutefois partielle et il serait possible de distinguer les hétérozygotes Tt, des homozygotes TT. En effet, il semble, que les hétérozygotes présentent des bandes sur les pattes et des anneaux à la queue, alors que les homozygotes n'en présentent pas ou très peu distinctes.
Le gène du mackerel contrôle le dessin des bandes tabby chez les non ticked (tt au locus Abyssin). Ce gène possède également 2 allèles : Mc qui donne un dessin mackerel, et mc qui donne lui un dessin blotched. Mc est dominant sur mc. Ainsi, les chats mackerel peuvent être Mc Mc ou Mc mc, alors que les chats blotched ne peuvent être que mc mc.
Enfin, un troisième gène contrôle l'apparition de spot en remplacement des bandes chez les chats non ticked (tt). Il est probable que plutôt qu'un gène unique, la transformation des bandes en spots soit du à un ensemble de polygènes.
NB : la théorie explicité ici est incomplète si on ne fait pas allusion à un quatrième gène qui serait impliqué, lui, dans les rosettes très particulières du Bengal. Ce gène, hérité de l'espèce felis bengalensis, permettrait de distinguer entre le dessin "marble" et "spotted" dans la race Bengal. Mais ce dernier point n'est pas très clair pour l'instant.
6 La dilution
Le gène responsable de la dilution de la mélanine (pigment colorant le poil) est appelé "gène de dilution"
ou D. Il appartient à une catégorie de gènes appelés
gènes modificateurs. Les gènes modificateurs, comme leur nom l'indique,
modifient l'expression des gènes de couleur (séries B et O). Le gène de la dilution
(également appelé "maltese dilution gene"), sous sa
forme récessive d, éclaircit la couleur du poil :
Le noir devient bleu
Le chocolat devient lilac
Le cinnamon devient fawn
Le red devient crème
On note D l'allèle pour la non dilution, et d l'allèle pour la dilution. D est dominant sur d. Les chats aux couleurs dilués sont toujours dd.
7 Le caramel et l'abricot
Ces nouvelles couleurs sont dues à l'effet d'une mutation dominante agissant sur la dilution. Le gène responsable est appelé "modificateur de dilution" ou DM. La présence de cette mutation transforme les couleurs diluées. Un chat bleu, lilac ou fawn devient caramel sous l'effet de cette mutation ; un chat crème devient abricot.
8 Le silver et le smoke
Les couleurs silver et smoke sont la conséquence d'une inhibition de la synthèse
des pigments colorant le poil. Cette inhibition est due à l'action d'un
gène majeur, le gène inhibiteur I. Ce gène inhibiteur possède
2 allèles :
I : la synthèse de pigment est inhibée : la base du poil est argentée.
i : la synthèse de pigment est normale : le poil a sa couleur normale.
L'allèle I est dominant sur i. Un chat silver ou smoke peut donc être porteur de non silver (ou non smoke), c'est-à-dire posséder l'allèle i sans l'exprimer. L'action du gène I sur la synthèse de pigments se combine avec celle du gène agouti (voir plus haut). Pour simplifier, nous dirons que chez un chat agouti, le gène I cause le silver, et chez un chat non agouti (aa), il est à l'origine de l'apparition du smoke.
9 Le tipping
Le tipping est en fait une illusion d'optique, qui donne l'impression que l'ensemble du pigment est repoussé à
l'extrémité du poil, phénomène à l'origine des chats chinchillas. Pour simplifier, on considère
que ce phénomène est contrôlé par le gène wide band ou Wb. Toutefois
il est plus probable qu'un groupe polygénétique agisse à
ce niveau, groupe poligénique qui modifierait l'action des gènes
agoutis et inhibiteur. Pour simplifier, dans l'optique de déterminer
quelles couleurs on peut attendre d'un mariage, on peut considérer que
Wb possède 2 allèles :
Wb : coloration du poil repoussée à l'extrémité
(plus ou moins selon le degré d'action des polygènes)
wb : poil normalement coloré
L'action essentielle de Wb est probablement d'élargir la bande agouti chez les
chats tabby. Il est possible que ce phénomène soit à l'origine
de la couleur golden tabby, bien que cela reste à démontrer
formellement. Il convient de noter que compte tenu de l'action des gènes
Wb, il est plus que probable que seuls les chats tabby puissent être chinchillas.
Les chats caméo sont des red silver shell ou shaded, c'est-à-dire des chats O(Y ou O), Wb*, I*.
Plus récemment, d'autres groupes polygéniques ont été découverts, déterminant d'autres caractéristiques du chinchillas.
10 Le patron de robe : le gène de l'albinisme
Le patron de robe est gouverné par le gène de l'albinisme. Ce gène contrôle en
fait la "force" de la couleur sur le corps. Il possède 5 allèles :
C : le chat est uniformément coloré (couleur des orientaux)
cb : patron sépia (couleur du burmese)
cs : patron colourpoint (couleur du siamois)
ca : albinos aux yeux bleus
c : albinos aux yeux rouges. Probablement létal à l'état homozygote.
La force respective de ces allèles est la suivante : C > cb et cs > ca > c. cb et cs sont codominants : le génotype cbcs donne le patron mink (couleur du tonkinois).