Les gènes homéotiques - Maxicours

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Les gènes homéotiques

Objectifs : Les mutations sont des phénomènes spontanés, rares et aléatoires, qui peuvent toucher de façon indifférente tout le génome.
Quelles sont les conséquences sur les gènes du développement ?
1. Les gènes homéotiques
Ils définissent l'identité finale de chaque segment de l'embryon et déterminent les caractéristiques des différentes parties du corps le long de l'axe antéro-postérieur de l'embryon. Chez les vertébrés, il existe 4 ensembles de gènes homéotiques situés sur des chromosomes différents : Hox A, Hox B, Hox C et Hox D.

Au cours du développement embryonnaire et de la segmentation, le devenir de chaque segment n'est pas encore bien défini, n'importe lequel d'entre eux pouvant donner n'importe quelle partie du corps ultérieurement : ce sont les gènes homéotiques, ou gènes du développement, qui vont contrôler cette segmentation.

Ces gènes codent pour des protéines dont les fonctions sont primordiales : toute mutation affectant ces gènes du développement peut avoir des conséquences dramatiques au niveau du plan d'organisation de l'organisme et les conséquences phénotypiques peuvent être spectaculaires.

Les gènes homéotiques contrôlent également l'expression d'autres gènes, avec un processus en cascade. En effet, les protéines qui résultent de l'expression de tels gènes possèdent une configuration spatiale compatible avec leur fixation sur certaines régions de l'ADN : cette liaison à l'ADN leur permet alors d'activer l'expression d'autres gènes. Toute modification de cette structure tridimensionnelle peut altérer la fonction de la protéine, sa fixation sur l'ADN et par conséquent l'activation d'autres gènes : tout cela peut empêcher la formation d'un organe entier ou modifier le plan d'organisation d'un être vivant.

2. Gènes homéotiques et mutations
L'existence des gènes homéotiques a été mise en évidence grâce à des mutants. Les scientifiques ont remarqué que les mutations sur ces gènes pouvaient transformer une partie du corps de l'animal en une autre : antennes transformées en pattes, yeux transformés en ailes ou balanciers transformés en une seconde paire d'ailes donnant ainsi des mouches à 4 ailes.

Les gènes homéotiques sont une famille multigénique, ils sont issus d'un ensemble de mutations produites au cours de l'évolution.

L'essentiel

Les mutations peuvent affecter l'ADN codant pour une protéine. Alors la structure et la fonction de la protéine seront plus ou moins profondément modifiées.
Les conséquences phénotypiques peuvent être spectaculaires lorsque les gènes mutés sont des gènes homéotiques, ceux-ci contrôlant le devenir des différents segments et l'expression d'autres gènes.

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