I/ Des modifications de l’expression des génomes








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date de publication20.01.2018
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I/ Des modifications de l’expression des génomes.
Les gènes du ……………………………….. (ou gènes « architectes » ou gènes homéotiques) sont des gènes impliqués dans la mise en place du plan d’………………………… d’un être vivant. Ils permettent la synthèse de protéines qui contrôlent l’expression d’autres gènes et donc le devenir des cellules. Ces gènes ont été identifiés chez de nombreux groupes éloignés dans l’arbre du vivant et ils présentent de fortes homologies de séquences (on parle de gènes …………………………….), preuves qu’ils dérivent de gènes ancestraux communs.

Il apparaît donc que les êtres vivants aux morphologies différentes peuvent résulter de variations dans la …………………………….. ou l’……………………………………. de l’expression des gènes de développement communs plus que d’une différence entre ces gènes. Des modifications de l’expression des gènes du développement au cours de l’évolution ont ainsi pu amener à des innovations qui ont été retenues par sélection naturelle, d’où une ……………………………………………………….
II/ Des associations de génomes à l’origine d’une diversification du vivant.


  1. l’apport complet d’un génome.

Alors que beaucoup d’espèces sont diploïdes, une espèce polyploïde se caractérise par la possession de plus de deux jeux complets de chromosomes. Ceux-ci peuvent avoir pour origine des espèces différentes (allopolyploïdie) ou la même espèce (autopolyploïdie).

Il existe plusieurs mécanismes à l’origine d’une polyploïdie. Par exemple, deux individus appartenant à des espèces différentes peuvent s’……………………, le descendant héritant donc d’un lot de chromosomes de chaque parent. Comme ces chromosomes proviennent de deux espèces différentes, ils ne sont pas homologues et l’appariement lors de la méiose est impossible. Cela explique que les ……………………… sont en général stériles. Si un événement accidentel de doublement des chromosomes suit une hybridation, chaque chromosome retrouve un homologue. La méiose redevient possible et la fertilité est rétablie. Ces polyploïdes présentent des génomes différents de ceux des espèces dont ils proviennent : ils exprimeront donc des caractères différents.

Des espèces peuvent également résulter directement d’une anomalie de la méiose sans croisement avec une autre espèce. Cela augmente également la ploïdie des descendants qui présentent des différences morphologiques et physiologiques par rapport à leurs parents. C’est ainsi que la plupart des fruits vendus sont des organismes polyploïdes bien plus gros que les parents sauvages dont ils sont issus.

Dans le monde végétal, les événements de polyploïdisation sont courants : 70% des plantes à fleurs (angiospermes) ont eu au moins un événement de polyploïdisation dans leur histoire évolutive. La polyploïdisation semble plus rare dans le règne animal.
Schéma présentant les mécanismes de l’allopolyploïdie :



Schéma présentant les mécanismes à l’origine de l’autopolyploïdie :



Source : http://www.univ-orleans.fr/sciences/BIOCHIMIE/L/Illustrations%20cours/SLO-2BL02%20Introduction%20a%20l'Analyse%20Genetique/SLO-2BL02%20VIII-Genetique%20et%20evolution.pdf


  1. l’apport partiel d’un génome.


Lors de la reproduction sexuée, du matériel génétique est transmis de manière « verticale » des parents aux descendants. Cependant, des transferts de matériel génétique qualifiés « d’………………………. » sont également possibles, en dehors de toute filiation entre individus de la même espèce ou non.

Chez les bactéries, les transferts horizontaux sont très fréquents : ils ont été décrits pour la première fois par Griffith en 1928. C’est l’un des mécanismes expliquant comment des résistances aux antibiotiques peuvent se propager chez des bactéries.

De tels transferts sont de plus en plus invoqués dans d’autres branches du vivant. Un indice pouvant révéler un transfert horizontal est la construction d’un arbre de parenté, mais il arrive que selon les séquences utilisées, les arbres obtenus ne soient pas cohérents : il faut alors admettre qu’ils ne racontent pas la même histoire évolutive. En effet, des similitudes génétiques traduisent généralement un héritage commun plus ou moins récent, transmis de génération en génération. Mais elles peuvent aussi provenir d’un transfert horizontal de gène. Dans ce cas, la proximité génétique ainsi révélée ne traduit pas de filiation entre les espèces.

Différents mécanismes de transferts horizontaux sont aujourd’hui établis, comme l’intégration par une cellule d’un fragment d’ADN libre dans le milieu ou encore des transferts faisant intervenir des « vecteurs » comme les ………………………. L’estimation de la quantité d’ADN viral présent dans l’ADN cellulaire révèle des résultats surprenants : 10% dans le génome humain et 50% du génome du maïs. Mais l’importance évolutive de ces transferts reste difficile à évaluer, en particulier chez les eucaryotes pluricellulaires.

Un arbre phylogénétique traduit les relations de parenté entre des êtres vivants. Si l’on y fait figurer les transferts horizontaux de gènes, l’arbre se transforme en « réseau phylogénétique » plus complexe mais certainement plus représentatif de ces relations.




Arbre phylogénétique « classique » simplifié, Arbre phylogénétique actualisé,

réalisé par Eric Gaba d’après Carl Woese. tenant compte des transferts horizontaux de gènes.

Source : http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/biologie/d/darwin-levolution-du-vivant-expliquee-a-ma-boulangere_869/c3/221/p2/

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