Jusqu à présent nous avons discuté de l apparition au hasard des mutants.

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1 Jusqu à présent nous avons discuté de l apparition au hasard des mutants. Une autre question qui est très différente doit permettre de comprendre le mécanisme utilisé pour fixer cet mutant ( cet allèle) dans une population. Cette question est loin d être résolue et là plusieurs mécanismes interviennent. - fixation par sélection - fixation sans sélection (ou neutre) seul intervient l effectif de la population

2 Second point, les mécanismes possibles pour la sélection des mutations apparues spontanément -Sélective parler des hémoglobines - Neutraliste

3 Les cartes chromosomiques obtenues à partir des génomes entièrement séquençés Des cartes comparatives : l ordre des gènes est souvent conservé entre des espèces évolutivement reliées (notion de synténie)

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6 Comparer les gènes (objets génétiques) en fait le plus souvent les protéines qu ils codent (dégénérescence du code génétique, biais d utilisation des codons et présence d introns) Comparaison rapide en utilisant l informatique et les programmes dédiés, exemple avec la procédure blast

7 >YOL059W Chr 15 GPD2/YOL059W MLAVRRLTRYTFLKRTHPVLYTRRAYKILPSRSTFLRRSLLQTQLHSKMTAHTNIKQHKH CHEDHPIRRSDSAVSIVHLKRAPFKVTVIGSGNWGTTIAKVIAENTELHSHIFEPEVRMW VFDEKIGDENLTDIINTRHQNVKYLPNIDLPHNLVADPDLLHSIKGADILVFNIPHQFLP NIVKQLQGHVAPHVRAISCLKGFELGSKGVQLLSSYVTDELGIQCGALSGANLAPEVAKE HWSETTVAYQLPKDYQGDGKDVDHKILKLLFHRPYFHVNVIDDVAGISIAGALKNVVALA CGFVEGMGWGNNASAAIQRLGLGEIIKFGRMFFPESKVETYYQESAGVADLITTCSGGRN VKVATYMAKTGKSALEAEKELLNGQSAQGIITCREVHEWLQTCELTQEFPLFEAVYQIVY NNVRMEDLPEMIEELDIDDE* >YDL022W Chr 4 GPD1/YDL022W MSAAADRLNLTSGHLNAGRKRSSSSVSLKAAEKPFKVTVIGSGNWGTTIAKVVAENCKGY PEVFAPIVQMWVFEEEINGEKLTEIINTRHQNVKYLPGITLPDNLVANPDLIDSVKDVDI IVFNIPHQFLPRICSQLKGHVDSHVRAISCLKGFEVGAKGVQLLSSYITEELGIQCGALS GANIATEVAQEHWSETTVAYHIPKDFRGEGKDVDHKVLKALFHRPYFHVSVIEDVAGISI CGALKNVVALGCGFVEGLGWGNNASAAIQRVGLGEIIRFGQMFFPESREETYYQESAGVA DLITTCAGGRNVKVARLMATSGKDAWECEKELLNGQSAQGLITCKEVHEWLETCGSVEDF PLFEAVYQIVYNNYPMKNLPDMIEELDLHED

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9 Vocabulaire: - identité - similarité - homologie

10 Organisation globale des génomes, représentation sous forme schématique

11 Figure 7.13 Genomes 3 ( Garland Science 2007)

12 Créations de nouveautés génétiques Un événement majeur : la duplication

13 Les objets génétiques et retour sur les : - orthologues (spéciation) - paralogues (duplication)

14 Terminologie des gènes dupliqués, familles multigéniques : orthologues et paralogues (isoformes/isoenzymes) pseudogènes(mutations) et rétropseudogènes (RT)

15 Devenir des copies de gènes dupliqués - non fonction - néo fonctionnalisation gène EDN(Eosinophil-Derived-Neurotoxin) EDN:propriétés Antivirales (Rnase A) ECP:propriétés antibactériennes

16 gène ECP (Eosinophil Cationic Protein) vision des couleurs gènes des opsines (visions des couleurs chez les Primates, absorbtion de la lumière à des longueurs d ondes particulières) Platyrrhiniens: singes du nouveau monde (dichromatisme bleu et rouge/vert) Catarhiniens: singes de l ancien monde et hominidés

17 La notion d inventaire Créer des gènes, nouveaux gènes, nouveautés génétiques: - duplication (compter les gènes) = copier puis coller de l ADN dans de l ADN - gène entier ou fragment ou morceau d ADN mais il faut aussi réduire car les génomes restent de taille homogène dans un phylum - délétion (compter les gènes) = couper, déléter puis recoller l ADN - fusion entre deux gènes, deux fragments ou un fragment de gène et un morceau d ADN

18 En plus des gènes au sens classique de celui qui code pour une protéine ou conduit à un ARN il existe des éléments transposables

19 Impact des éléments transposables sur les génomes E T de classe I (copier-coller) LTR (Ty1-copia et Gypsy -Ty3 sans LTR (LINE et SINE) ET de classe II (couper-coller) Mariner, élément P de D. melanogaster Ac/Ds de Zea maize Ubiquitaires, très nombreux par génome fréquence variable de transposition mais tjs faible

20 les éléments transposables peuvent être très nombreux: par exemple chez l homme: quantification à partir du génome séquencé éléments soit 42% du génome (110 familles, I) En général,ces chiffres varient d une espèce à l autre et d une population à l autre dans une espèce donnée (voire d un individu à l autre!)

21 Impact sur les génomes des éléments transposables: - séquences répétées identiques = peuvent se remanier on dit recombiner - insertion dans un gène = mutation(s) selon p déclinaisons ( voir ci-dessus) = évolution du génome

22 Créations de nouveautés génétiques Un événement majeur : la duplication

23 La redondance (cf. duplication) des génomes conduit à étudier l évolution biologique duplication implique des mécanismes compensatoires: - gain de fonction - perte de gène(s); délétion,pseudo-gène, reliques, cicatrices,signatures, etc... - c est le guide qui va permettre de retracer l histoire des génomes donc de la diversité de la vie

24 Création de nouveautés génétiques D après notre connaissance actuelle des génomes: Objets génétiques: - gènes pour P - gènes pour ARN - séquences répétées - éléments mobiles transposables Nouveautés génétiques = remaniements d éléments préexistants, Dupliquer les objets pour utiliser la seconde copie Combinatoire des objets (fusion)

25 Quelques mécanismes pouvant conduire à la duplication : - génique (rétroposition, co inégaux) - segmentale - chromosomique - polyploïdisation

26 Figure Genomes 3 ( Garland Science 2007)

27 Introns, exons et épissage alternatif - promoteurs alternatifs - épissage alternatif - polyadénylation alternative

28 - la génomique marque le retour de la biologie classique - Guillardia theta (algue rouge) - Ciona intestinalis ( chordea) - Paramecia tetraurelia (macronoyaux) - Tetrahymena thermophila (macronoyaux) - etc... Histoire Naturelle