Dans une même espèce, similitude entre gènes différents
Objectifs :
Les scientifiques ont constaté, au sein d'une
espèce donnée, que de nombreuses
protéines possèdent des séquences en
acides aminés très comparables et très
voisines : cela ne peut pas être le fruit du
hasard.
Que s'est-il passé au niveau des gènes ? Comment des gènes peuvent-ils être apparentés ?
Que s'est-il passé au niveau des gènes ? Comment des gènes peuvent-ils être apparentés ?
1. Les familles multigéniques
Il existe, chez l'homme, de nombreuses protéines
possédant des séquences très
voisines, avec seulement quelques acides aminés
qui diffèrent. Les protéines étant
des macromolécules qui résultent de
l'expression des gènes, cela signifie qu'elles
proviennent de gènes eux-mêmes très
proches, avec des séquences parfaitement
homologues : ces ensembles de gènes
très apparentés et similaires constituent
une famille multigénique.
Ces gènes apparentés occupent des loci différents au niveau du génome et ne doivent pas être confondus avec les allèles qui, eux, sont situés au même locus (les différentes allèles d'un même gène sont toujours au même emplacement sur un chromosome : le locus).
Tous ces gènes dérivent d'un seul et unique gène ancestral qui aurait subi de nombreuses duplications (= copies) et des mutations indépendantes : on obtient finalement des gènes différents mais très similaires. Le mécanisme précis qui décrit la formation de ces familles multigéniques est expliqué dans un autre chapitre. On admet que 20 % au moins de similitude entre deux protéines indique une origine commune. De plus, le degré de similitude entre deux gènes renseigne sur le temps écoulé depuis la copie du gène ancestral, si on admet que les mutations se produisent avec une fréquence faible mais régulière, et qu'elles s'accumulent au fil du temps : plus les gènes sont semblables, plus la duplication dont ils sont issus est récente.
Ces gènes apparentés occupent des loci différents au niveau du génome et ne doivent pas être confondus avec les allèles qui, eux, sont situés au même locus (les différentes allèles d'un même gène sont toujours au même emplacement sur un chromosome : le locus).
Tous ces gènes dérivent d'un seul et unique gène ancestral qui aurait subi de nombreuses duplications (= copies) et des mutations indépendantes : on obtient finalement des gènes différents mais très similaires. Le mécanisme précis qui décrit la formation de ces familles multigéniques est expliqué dans un autre chapitre. On admet que 20 % au moins de similitude entre deux protéines indique une origine commune. De plus, le degré de similitude entre deux gènes renseigne sur le temps écoulé depuis la copie du gène ancestral, si on admet que les mutations se produisent avec une fréquence faible mais régulière, et qu'elles s'accumulent au fil du temps : plus les gènes sont semblables, plus la duplication dont ils sont issus est récente.
2. Nouveaux gènes et évolution
Grâce aux duplications de gènes, le
génome de l'espèce humaine s'est
très nettement enrichi et les
phénotypes se sont diversifiés. Le nombre
de gènes a considérablement augmenté
au cours de l'évolution, avec production de
protéines aux séquences en acides
aminés similaires mais aux fonctions très
différentes : ces molécules sont
homologues.
L'accumulation de mutations dans un gène fait apparaître de nouvelles fonctions.
Les innovations génétiques sont à l'origine du polymorphisme actuel. Ces innovations génétiques sont aléatoires, leur évolution dépend de la sélection naturelle.
L'accumulation de mutations dans un gène fait apparaître de nouvelles fonctions.
Les innovations génétiques sont à l'origine du polymorphisme actuel. Ces innovations génétiques sont aléatoires, leur évolution dépend de la sélection naturelle.
L'essentiel
Chaque espèce possède des gènes
similaires dits apparentés qui résultent d'un
seul et unique gène ancestral : ils codent pour
des protéines aux séquences semblables mais aux
fonctions spécifiques.
L'étude des séquences en acides aminés de telles protéines et des séquences en nucléotides des gènes permet de déterminer le degré de parenté entre les molécules.
L'étude des séquences en acides aminés de telles protéines et des séquences en nucléotides des gènes permet de déterminer le degré de parenté entre les molécules.


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