4 - STABILITÉ ET VARIABILITÉ DES GÉNOMES ET ÉVOLUTION

Comment expliquer que deux gènes soient si proches ?

Trois mécanismes : mutations + duplication + transposition

transposons = ou éléments génétiques transposables; morceaux d'ADN changeant de positions sur la molécule. Ces éléments, présents chez tous les organismes, ont la capacité de se déplacer, de s'exciser, de s'insérer d'un endroit à un autre du génome. Ils sont souvent à l'origine de réarrangements chromosomiques (translocations, inversions...).

Dia duplications

sch pour globines : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/article.php3?id_article=1749

=> http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/article.php3?id_article=991 ;

même chose avec d’autres gènes : gènes d’hormones hypophysaires, des immunoglobulines, des histones …

http://svt.lycee-desfontaines.eu/userfiles/file/2009-2010/terminalesSobl/stabvar/histhormhyp.JPG

=> mutations + duplications + transpositions→ gènes homologues → famille multigénique.

Le génôme évolue au cours du temps, non seulement par les mutations au sens large, mais aussi par les duplications et les transpositions

=> Duplication du gène ancestral → divergence plus ou moins grande des copies si mutations

Les duplications d’un gène peuvent suivre une évolution indépendante, enrichissant ainsi le génome en rendant compte de fonctions nouvelles.

=> Les évènements de duplication peuvent être placés sur l’arbre phylogenétique

Dans le génome, il existe des gènes non identiques (loci différents, séquences différentes : nombre, ordre et composition) mais présentant des similitudes considérables de leurs séquences et parfois de leur fonction. On estime qu’au-delà de 20 % de ressemblances, deux gènes appartiennent à la même famille. Ces gènes résultent aussi de duplications d'un gène ancestral et forment une famille multigénique (exemple: les gènes de la globine). Les différences dans leurs séquences sont dues à des mutations ponctuelles survenues après la duplication. D'autre part, ces gènes ont pu subir des translocations ou transposition (déplacement d’un gène d’un chromosome sur un autre ou à l'intérieur d'un chromosome) au cours de l'histoire évolutive d'une lignée de sorte qu'ils se trouvent dispersés sur des chromosomes différents.

Au sein du génome d’une espèce, les similitudes entre gènes (familles de gènes) sont interprétées comme le résultat d’une ou plusieurs duplications, puis transpositions puis mutations d’un gène ancestral. Le polymorphisme actuel est le résultat de mutations survenues dans le passé au sein des populations de l’espèce.

Le processus de duplication s'avère donc un mécanisme essentiel de la complexification des génomes. Parfois cette duplication n'a intéressé qu'une partie du gène et a contribué à l'allonger. Certains gènes sont même formés par l'association de fragments d'autres gènes préalablement dupliqués.

François Jacob : « L ' évolution biologique est aussi fondée sur une sorte de bricolage moléculaire, sur la réutilisation constante du vieux pour faire du neuf ».

42/ Relations entre mécanismes de l’évolution et génétique

"Il n'y a pas de théorie de l'évolution. Juste une liste d'espèces que Chuck Norris autorise à survivre" : http://www.chucknorrisfacts.fr/index.php

TP paludisme et drépanocytose modifié (manuel p.131)

doc palu et drépano : http://genet.univ-tours.fr//gen001700_fichiers/htm/gen12ch8b.htm

infos sur les protozoaires : http://www.biodeug.com/new/index.php?option=com_content&task=view&id=116&Itemid=60

autre cas de polymorphisme : phalène du bouleau, expériences de Kettlewell en Grande-Bretagne (p./131)

doc phalène du bouleau : http://genet.univ-tours.fr//gen001700_fichiers/htm/ch8a/gen12ch8aec1.htm

Les innovations génétiques sont relativement rares et aléatoires et leur nature ne dépend pas des caractéristiques du milieu, bien que certains facteurs puissent augmenter leur fréquence. L'environnement peut favoriser la survie de certains gènes, pas forcément avantageux pour l'individu, par rapport à d'autres gènes, à un moment donné de l'histoire de l'espèce.

Les innovations génétiques peuvent être favorables, défavorables ou neutres pour la survie de l’espèce. Parmi les innovations génétiques seules celles qui affectent les cellules germinales d’un individu peuvent avoir un impact évolutif. Une mutation dans une espèce donnée peut avoir des conséquences sur l’individu ou sur la population dans sa totalité. Les mutations qui confèrent un avantage sélectif aux individus qui en sont porteurs ont une probabilité plus grande de se répandre dans la population. On parle alors de sélection naturelle.