La chimie des roux

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Parlons sciences
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7.29

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Apprends comment la chimie et la génétique font en sorte que les roux sortent du lot.

T’es-tu déjà demandé pourquoi certaines personnes ont les cheveux roux? Eh bien, leur chevelure flamboyante fait intervenir des principes de chimie et de génétique vraiment fascinants! 

Pourquoi les roux ont-ils les cheveux de cette couleur? 

Tout d’abord, les roux ont une pigmentation différente de celle des autres personnes. On entend par « pigmentation » les pigments chimiques qui donnent leur couleur aux cheveux et à la peau. 

La mélanine est le pigment chimique à l’origine de la couleur des cheveux et de la peau. Des cellules appelées « mélanocytes » utilisent les instructions reçues de ton ADN pour produire la mélanine dans les mélanosomes, qui sont des agrégats de protéines. 

La mélanine produite est transportée aux kératinocytes, c’est-à-dire des cellules de défense qui se trouvent sur la couche superficielle de la peau et qui donnent sa couleur à la peau. À la base des follicules pileux, les mélanosomes se lient avec les cellules de kératine qui produisent les cheveux et sont responsables de leur couleur. 

Couches de cellules de la peau
Couches de cellules de la peau montrant l’emplacement des kératinocytes, des mélanosomes et des mélanocytes dans la peau foncée et la peau claire (Parlons science d’après une image d’OpenStax College [CC BY 3.0] via Wikimedia Commons).

Chez l’humain, il y a deux types de mélanine, soit l’eumélanine et la phéomélanine. La couleur de l’eumélanine va du brun au noir, tandis que celle de la phéomélanine va du rouge au rose.

Dans leur organisme, les roux ont beaucoup plus de phéomélanine que d’eumélanine. C’est pourquoi ils ont les cheveux de cette couleur et la peau claire. 

Quelle est la génétique associée aux cheveux roux?

Pourquoi les roux ont-ils autant de phéomélanine? Cette abondance est d’origine génétique. Les mélanocytes renferment une protéine appelée « récepteur de la mélanocortine 1 », qui est située à la surface des mélanocytes. Le code pour cette protéine se trouve sur le gène MC1R. Lorsqu’elle est activée, la protéine en question produit de la phéomélanine. Les rouquins ont une variante du gène MC1R qui amène leurs mélanocytes à produire principalement de la phéomélanine.

Le gène MC1R est situé sur le chromosome 16
Le gène MC1R est situé sur le chromosome 16 (Source : National Center for Biotechnology Information, National Library of Medicine des États-Unis [domaine public] via Wikimedia Commons).

Le gène MC1R est récessif. Génétiquement, cela signifie que quelques facteurs différents doivent entrer en jeu pour qu’une personne ait les cheveux roux. 

Lorsqu’un gène est récessif, une personne doit en avoir deux copies pour qu’un caractère s’exprime (ou se « voit »). Chaque copie d’un gène est appelée « allèle ». Un allèle récessif peut s’exprimer de deux façons. Si les deux parents expriment un caractère, leur enfant l’exprimera aussi. 

Le savais-tu? 

Selon une vaste étude menée en 2018, au moins huit autres gènes auraient aussi une incidence sur la rousseur des cheveux.

Un individu qui a un allèle pour un caractère mais qui ne l’exprime pas est appelé « porteur ». Si un parent est porteur d’un allèle récessif et que l’autre parent exprime le caractère correspondant, il y a une probabilité de 50 % que leur enfant l’exprime aussi. Si les deux parents en sont porteurs, il y a une probabilité de 25 % que leur enfant exprime le caractère en question. Autrement dit, deux parents aux cheveux bruns peuvent avoir un enfant roux s’ils sont tous deux porteurs d’un allèle récessif pour le gène MC1R. 

Comment peut-on savoir quels caractères exprimera un enfant? Tu peux déterminer la probabilité en utilisant l’échiquier de Punnett

Échiquiers de Punnett montrant les couleurs de cheveux
Échiquiers de Punnett montrant les couleurs de cheveux que pourraient avoir les enfants selon que leurs parents sont ou non porteurs de l’allèle récessif pour ce caractère (© 2020 Parlons science).

Pourquoi ta peau contient-elle de la mélanine?

En plus de donner sa couleur à ta peau, la mélanine est ta première ligne de défense contre les rayons UV nocifs émis par le Soleil. Les cellules de la mélanine absorbent les rayons UV et elles les dispersent pour éviter qu’ils endommagent les cellules saines dans ton corps. Lorsque tu t’exposes au soleil, les mélanocytes commencent à produire de la mélanine et causent ainsi le bronzage!

Toutefois, si tu es exposé à une quantité excessive de rayons UV, tes mélanocytes commenceront à mourir. Ce phénomène, désigné par le terme scientifique « apoptose », active les protéines et les enzymes présents dans la peau appelés « prostaglandines » et « cytokines ». Ces protéines et ces enzymes sont liés au système immunitaire de ton corps. Ils provoquent une dilatation (une expansion) des vaisseaux sanguins près de la surface de la peau, d’où la rougeur et la sensation de brûlure associés aux coups de soleil. Les personnes ayant davantage de phéomélanine sont plus sensibles aux coups de soleil. En outre, ce dommage peut causer un cancer de la peau. D’ailleurs, les personnes qui ont davantage de phéomélanine sont également plus sensibles à ce type de cancer. 

Le savais-tu? 

Il existe plusieurs mutations différentes du gène des cheveux roux qui peuvent entraîner quantité de nuances de roux. Certains de ces gènes donnent aussi une peau claire. Tous ces gènes peuvent accroître le risque qu’une personne soit atteinte d’un cancer de peau appelé « mélanome ». 

Alors, tu sais maintenant pourquoi les roux ont les cheveux de cette couleur. Tu connais aussi certains risques associés au fait qu’ils ont davantage de phéomélanine que d’eumélanine dans leur peau. Mais n’oublie pas que les rayons UV sont nocifs pour tout le monde. Alors, peu importe la couleur de ta chevelure, applique une protection solaire!

Cette vidéo (en anglais avec sous-titres en français) tirée de la série de vidéos de l’American Chemical Society explore la chimie des cheveux roux (3 min 3 sec).

Amorces de discussion

Faire des liens

  • Attrapes-tu des coups de soleil plus rapidement que certains de tes amis? Dans l’affirmative, pourquoi est-ce le cas à ton avis?
  • Aimes-tu la couleur de tes cheveux ou souhaiterais-tu qu’elle soit différente? Explique pourquoi.
  • Es-tu roux? La rousseur est-elle un caractère commun dans ta famille? Dans l’affirmative, quels commentaires les gens font-ils concernant vos cheveux roux ou votre peau claire? 

Faire des liens

  • Attrapes-tu des coups de soleil plus rapidement que certains de tes amis? Dans l’affirmative, pourquoi est-ce le cas à ton avis?
  • Aimes-tu la couleur de tes cheveux ou souhaiterais-tu qu’elle soit différente? Explique pourquoi.
  • Es-tu roux? La rousseur est-elle un caractère commun dans ta famille? Dans l’affirmative, quels commentaires les gens font-ils concernant vos cheveux roux ou votre peau claire? 

Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement

  • Pourquoi certains gènes récessifs s’expriment-ils à profusion dans certaines régions? Justifie ta réponse.
  • À quels risques environnementaux les roux sont-ils exposés? Quels sont les risques héréditaires qui peuvent être associés à la rousseur? Sur le plan social, les roux bénéficient-ils d’avantages ou sont-ils exposés à des risques? Justifie ta réponse. 
  • Les chercheurs devraient-ils s’efforcer de trouver un moyen d’accroître la production d’eumélanine chez les roux? Justifie ta réponse.
  • Dans le cadre de la recherche génétique, devrait-on consacrer des ressources à des travaux visant à manipuler les gènes transmis à un enfant à naître, par exemple celui qui donne les cheveux roux? Justifie ta réponse.

Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement

  • Pourquoi certains gènes récessifs s’expriment-ils à profusion dans certaines régions? Justifie ta réponse.
  • À quels risques environnementaux les roux sont-ils exposés? Quels sont les risques héréditaires qui peuvent être associés à la rousseur? Sur le plan social, les roux bénéficient-ils d’avantages ou sont-ils exposés à des risques? Justifie ta réponse. 
  • Les chercheurs devraient-ils s’efforcer de trouver un moyen d’accroître la production d’eumélanine chez les roux? Justifie ta réponse.
  • Dans le cadre de la recherche génétique, devrait-on consacrer des ressources à des travaux visant à manipuler les gènes transmis à un enfant à naître, par exemple celui qui donne les cheveux roux? Justifie ta réponse.

Explorer les concepts

  • Peux-tu donner une définition d’« eumélanine » et de « phéomélanine »? Quelles sont les différences entre les deux? 
  • Explique comment une variation génétique influe sur la production d’eumélanine et de phéomélanine.
  • Quel est le gène responsable des cheveux roux? Quelles sont les conditions génétiques requises pour l’expression de ce caractère? 
  • Quelles sont les cellules et les structures cellulaires responsables de la couleur de tes cheveux et de ta peau? 
  • Compte tenu de la couleur de tes cheveux, quelle est la probabilité que tes enfants soient roux si l’autre parent l’est lui-même? Justifie ta réponse.
  • La probabilité d’avoir des enfants roux atteint « presque » 100 % si les deux parents le sont eux-mêmes? Dans quels cas cette probabilité pourrait-elle être inférieure à 100 %. Justifie ta réponse. 

Explorer les concepts

  • Peux-tu donner une définition d’« eumélanine » et de « phéomélanine »? Quelles sont les différences entre les deux? 
  • Explique comment une variation génétique influe sur la production d’eumélanine et de phéomélanine.
  • Quel est le gène responsable des cheveux roux? Quelles sont les conditions génétiques requises pour l’expression de ce caractère? 
  • Quelles sont les cellules et les structures cellulaires responsables de la couleur de tes cheveux et de ta peau? 
  • Compte tenu de la couleur de tes cheveux, quelle est la probabilité que tes enfants soient roux si l’autre parent l’est lui-même? Justifie ta réponse.
  • La probabilité d’avoir des enfants roux atteint « presque » 100 % si les deux parents le sont eux-mêmes? Dans quels cas cette probabilité pourrait-elle être inférieure à 100 %. Justifie ta réponse. 

Nature de la science et de la technologie

  • Effectue une recherche démographique sur la couleur des cheveux et les régions. Par exemple, compare le nombre de roux en Irlande et au Canada. Explique la différence en ce qui a trait au patrimoine génétique et aux gènes récessifs.

Nature de la science et de la technologie

  • Effectue une recherche démographique sur la couleur des cheveux et les régions. Par exemple, compare le nombre de roux en Irlande et au Canada. Explique la différence en ce qui a trait au patrimoine génétique et aux gènes récessifs.

Littératie médiatique

  • Au fil des ans, les médias ont-ils modifié la façon dont ils représentent les roux? Justifie ta réponse.
  • Peux-tu nommer des personnages de livres ou d’émissions de télévision qui ont les cheveux roux? À ton avis, la couleur de leur chevelure constitue-t-elle un aspect important de leur personnalité? Dans l’affirmative, précise de quelle façon. 

Littératie médiatique

  • Au fil des ans, les médias ont-ils modifié la façon dont ils représentent les roux? Justifie ta réponse.
  • Peux-tu nommer des personnages de livres ou d’émissions de télévision qui ont les cheveux roux? À ton avis, la couleur de leur chevelure constitue-t-elle un aspect important de leur personnalité? Dans l’affirmative, précise de quelle façon. 

Suggestions pour l'enseignement

  • L’article et la vidéo peuvent servir pour l’enseignement et l’apprentissage des sciences de la santé, de la biologie et de l’anatomie en ce qui a trait à la biologie cellulaire, à l’hérédité et à la synthèse de protéines. Ils introduisent les concepts de génétique, de pigmentation, de pigment, de mélanine, de mélanocyte, de mélanosome, de kératinocyte, de cellule de kératine, d’eumélanine, de phéomélanine, de protéine, de gène, de variante, de récessif, d’expression, d’allèle et de porteur. 
  • Avant de lire l’article et de regarder la vidéo, les élèves peuvent utiliser une stratégie d’apprentissage axée sur un aperçu du vocabulaire afin de s’appuyer sur leurs connaissances antérieures et de se familiariser avec la nouvelle terminologie. Il est possible de télécharger les fiches reproductibles prête à utiliser pour cet article en format [Document Google] et [PDF].
  • L’article peut servir à la fin de la section de la génétique pour résumer certains sujets couverts. L’enseignant ou enseignante peut présenter la vidéo et demander aux élèves d’indiquer les principaux points en s’inspirant des connaissances qu’ils ont acquises concernant la génétique. 
  • L’enseignant ou enseignante peut aussi utiliser la vidéo pour aborder le sujet du cancer et des facteurs de risque associés à cette maladie. Après le visionnement, il peut animer une discussion en classe en utilisant une question comme celle qui porte sur les liens entre la couleur de la peau, la région, les voyages et la possibilité d’un taux de cancer accru ou en demandant aux élèves d’exprimer leur opinion sur la recherche génétique destinée à éliminer ce caractère (p. ex. cheveux roux et peau claire) du génome humain.
  • En conclusion, afin de consolider les connaissances acquises, les élèves peuvent utiliser une stratégie d’apprentissage axée sur un billet de sortie. Il est possible de télécharger les fiches reproductibles du billet de sortie prête à utiliser pour cet article en formats [Document Google] et [PDF].

Nous remercions Beverly Wiltshire, qui a fourni le contenu pour ces points de départ.

Suggestions pour l'enseignement

  • L’article et la vidéo peuvent servir pour l’enseignement et l’apprentissage des sciences de la santé, de la biologie et de l’anatomie en ce qui a trait à la biologie cellulaire, à l’hérédité et à la synthèse de protéines. Ils introduisent les concepts de génétique, de pigmentation, de pigment, de mélanine, de mélanocyte, de mélanosome, de kératinocyte, de cellule de kératine, d’eumélanine, de phéomélanine, de protéine, de gène, de variante, de récessif, d’expression, d’allèle et de porteur. 
  • Avant de lire l’article et de regarder la vidéo, les élèves peuvent utiliser une stratégie d’apprentissage axée sur un aperçu du vocabulaire afin de s’appuyer sur leurs connaissances antérieures et de se familiariser avec la nouvelle terminologie. Il est possible de télécharger les fiches reproductibles prête à utiliser pour cet article en format [Document Google] et [PDF].
  • L’article peut servir à la fin de la section de la génétique pour résumer certains sujets couverts. L’enseignant ou enseignante peut présenter la vidéo et demander aux élèves d’indiquer les principaux points en s’inspirant des connaissances qu’ils ont acquises concernant la génétique. 
  • L’enseignant ou enseignante peut aussi utiliser la vidéo pour aborder le sujet du cancer et des facteurs de risque associés à cette maladie. Après le visionnement, il peut animer une discussion en classe en utilisant une question comme celle qui porte sur les liens entre la couleur de la peau, la région, les voyages et la possibilité d’un taux de cancer accru ou en demandant aux élèves d’exprimer leur opinion sur la recherche génétique destinée à éliminer ce caractère (p. ex. cheveux roux et peau claire) du génome humain.
  • En conclusion, afin de consolider les connaissances acquises, les élèves peuvent utiliser une stratégie d’apprentissage axée sur un billet de sortie. Il est possible de télécharger les fiches reproductibles du billet de sortie prête à utiliser pour cet article en formats [Document Google] et [PDF].

Nous remercions Beverly Wiltshire, qui a fourni le contenu pour ces points de départ.

En savoir plus

Une étude révèle les origines génétiques des cheveux roux (2018)

D’après des chercheurs écossais, huit gènes – et non pas un seul – seraient responsables de la coloration rousse des cheveux. Une vidéo (1 min 1 s) est intégrée à l’article de Gentside.

Pourquoi il y a des roux? Télé Québec -- Vidéo expliquant la rareté des roux et leurs particularités génétiques (2:40).

Pourquoi les hommes bruns ont-ils parfois une barbe rousse? (2016)

Cet article de Gentside explique que la couleur des poils et des cheveux ne dépend pas d’un seul gène. La combinaison génétique peut avoir une incidence différente sur les poils de la barbe et sur les cheveux. Une vidéo (57 s) est intégrée à l’article.

La transmission du génome (2017)

Film d’animation (3 min) d'Inserm qui explique comment se transmet le patrimoine génétique et ce que signifient les expressions « gène récessif » et « gène dominant ».

Références

BBC News (2018, decembre 11) Gene study unravels redheads mystery

Lefler, L. (2018, octobre 3). Redheads: The genetics of hair color. Owlcation.

Nasr, S. L. (2008, julliet 15). How albinism works. HowStuffWorks.

Sobell, J. M. (2001, aout 6). What happens when you get a sunburn? Scientific American.

Starr, B. (2012, novembre 27). Hair color. The Tech Interactive.

U.S. National Library of Medicine. (2019, juillet 16). MC1R gene.