Exercice8 page 35 correction hormones hypophysaires.
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Exercice8 page 35 correction On cherche à expliquer les mécanismes de diversification du vivant liés à l’existence de différentes hormones hypophysaires. AU BROUILLON : Saisie des informations Connaissances à interprétation Enoncé : On étudie 3 hormones (peptide de 9 AA))AVT, à Codées par des gènes ADH, OT à ont une parenté Présentant des similitudes Mais ayant des fonctions différentes Doc 1 : présence de ces hormones dans les différents groupes de vertébrés et âge des plus anciens fossiles de ces groupes - Seulement AVT chez les poissons : les vertébrés à les 3 hormones sont apparues successivement, les plus anciens (420MA) parallèlement aux différents groupes de vertébrés - AVT et OT chez les amphibiens (360MA) et Lézard et serpents (300MA) Quels mécanismes ont-ils permis l’apparition de - AVT, OT et ADH chez les mammifères (200MA) ces différentes hormones ? Seule 1 hormone existe chez les vertébrés les plus anciens et les 3 chez les plus récents :. Doc 3 : localisation et séquence des gènes codant pour les 3 hormones Il y a 3 gènes, à 3 locus ≠, sur le chromosome 20 à 3 gènes ≠ Etude des similitudes : (%) (et nucléotides ≠) àLes 3 gènes présentent un lien de parenté : ils On note que le % de similitudes est très élevé dérivent d’un gène ancestral commun. AVT OT ADH On a donc ici trois gènes apparentés, il s’agit d’une 92,6 85,2 AVT 100 famille multigénique. (2≠) (4≠) à Ces gènes sont apparus par 81,5 OT 100 - 2 duplications successives (5≠) - et mutations indépendantes des différentes ADH 100 copies, transposées sur d’autres locus du chromosome 20 il s’agit de mutations ponctuelles (substitutions) AVT ADH AVT OT OT AVT Gène ancestral Doc 3 : séquence peptidique des 3 hormones Comparaison : % d’identité et AA≠ AVT OT ADH 88,9 88,9 AVT 100 1AA≠/9 1AA≠/9 77,8 OT 100 2AA≠/9 ADH 100 Les mutations ponctuelles se sont traduites par des modifications de la séquence des hormones. Nous savons que la fonction d’une protéine dépend de sa forme qui dépend de sa séquence, on peut imagines que la modification de la séquence a à modification de forme et apparition de nouvelles fonctions Synthèse AVT, OT et ADH sont des peptides codés par 3 gènes ≠, situés sur le chromosome 20. L’étude des similitudes entre ces 3 gènes montre une forte identité (àmatrice de comparaison)(doc2), toujours > à 92%, ce qui témoigne d’un fort lien de parenté qui ne peut être dû au hasard. Ces 3 gènes dérivent d’un gène ancestral commun par 2 duplications successives et des mutations indépendantes. AVT étant apparu chez les vertébrés les plus anciens,(doc3) on peut penser qu’il s’agit du gène le plus proche du gène ancestral (420MA) qui aurait subi une duplication. 1 des 2 duplicatas, toujours sur le chromosome 20, a subi des mutations (substitutions ) et donner naissance au gène OT, existant depuis 360 MA. Une deuxième duplication de AVT s’est produite il y a 200 MA, chez les premiers mammifères et a donné, suite à 4 mutations pontuelles le gène ADH (le plus récent). Ces 3 gènes constituent une famille multigènique. En considérant que l'AVT est le peptide de référence, on constate, l'existence d'une mutation faux-sens entre AVT et OT (LEU à la place de ARG) et d'une mutation faux-sens entre AVT et ADH ( PHE à la place de ILE). Il existe par contre deux différences entre OT et ADH. Ces modifications de la séquence du peptide ont pu se traduire par des modifications de forme et donc de fonction (doc3) Ces nouvelles fonctions ont pu être sélectionnées car apportant des avantages physiologiques aux groupes qui les possédaient. Cette diversification des hormones hypophysaires a permis une meilleure adaptation aux conditions du milieu. Par ex, ADH est présente uniquement chez les Mammifères. chez qui elle permet de diminuer les pertes hydriques. Ceci correspond à une adaptation à un mode de vie essentiellement terrestre. Une telle hormone n’aurait pas d’utilité chez les poissons ou amphibiens liés à un milieu aquatique. Conclusion: On assiste dans cet exemple à une complexification du génome. Il n'existait qu'une seule hormone il y a 420 Ma : AVT. Après duplications et mutations de AVT, il existe maintenant chez les mammifères 3 gènes codant pour 3 hormones hypophysaires. On peut conclure sur un schéma montrant les duplications, mutations et transpositions sur le même chromosome.
