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THEME 1 – TP 5 : LA DIVERSIFICATION DU VIVANT
Introduction :
Au cours des TP précédents nous avons révélé des mécanismes à l’origine de
la diversification génétique du vivant tels que les mutations et le brassage génétique
causé par la méiose et la fécondation.
Il faut de fait se demander si ceux-ci sont les seuls responsables de cette
diversification. On va donc, dans ce T.P, déceler d’autres mécanismes en étudiant
le cas de la présence de syncytines chez l’Homme puis celui de la meilleure
digestion des algues des Japonais, qui semblent présenter des diversifications du
vivant inattendues.
I / Les syncytines chez l’Homme.
Les syncytines I et II sont des protéines entraînant la fusion des membranes
des cellules d’une couche externe de l’embryon et de celles de la paroi utérine : ceci
forme le syncytiotrophoblaste à l’origine du placenta, lien avec la mère.
Ce mécanisme a un mode de fonctionnement analogue de celui des
rétrovirus (voir doc 1). En effet, les syncytines permettent une fusion cellule-cellule,
et les protéines d’enveloppe d’un rétrovirus permettent l’infection rétrovirale par une
fusion virus-cellule. Un même système enveloppe-récepteur est utilisé.
En outre, on constate que les séquences d’acides aminés des syncytines et
de la protéine permettant au MPMV d’infecter les primates sont très proches. Or
celui-ci n’infecte que les primates et la syncytine n’est exprimée que chez les grands
primates.
On en déduit que les syncytines et cette protéine sont codées par des gènes
semblables. On peut supposer qu’un rétrovirus exogène a infecté les cellules
germinales d’individus d’espèces ancestrales, leur intégrant son information
génétique, et que celles-ci ont été impliquées dans la fécondation, ce qui fait que
toutes les cellules des descendants possèdent une copie du génome viral dans leur
ADN. C’est ce qu’on appelle le rétrovirus endogène, il est ensuite transmis
verticalement et certaines séquences peuvent s’exprimer si elles n’ont pas subi de
modifications.
Par observation d’un arbre phylogénétique (voir doc 2), on conclut que
l’infection par un rétrovirus à l’origine du gène codant pour la syncytine II a eu lieu il y
a 50 millions d’années et a différencié les prosimiens des autres singes puis que
l’autre à l’origine du gène pour les syncytines I a fait apparaître de nouvelles
espèces. Ces deux rétrovirus ont apporté des nouveaux gènes codants et donc des
nouvelles caractéristiques dans la branche des primates : celle de la création du
placenta qui permet le lien avec la mère, la protection de l’embryon.. Ils ont donc
contribué à la diversification du vivant par un transfert horizontal, puis vertical.

II / Une capacité de digestion des algues des Japonais.
Les algues du genre Porphyra constituent l’élément récurrent de la conception
des sushis, aliment de base des Japonais qu’ils parviennent à digérer facilement au
contraire des Occidentaux. Ces algues contiennent des glucides complexes la
dégradation et donc la digestion n’est possible qu’avec les porphyranases,
molécules absentes de toute cellule humaine mais présentes dans de nombreuses
bactéries marines comme la Zobellia galactanivorans.
Des gènes codant pour ces protéines ont été trouvés dans des bactéries de
la flore intestinale des Japonais mais aucune bactérie marine n’y est présente. Ni
l’un ni l’autre ne se trouvent dans la flore intestinale des Occidentaux.
On peut donc en déduire qu’il y a eu conjugaison (voir doc 3), c’est-à-dire
échange de matériel génétique entre bactéries, entre une bactérie marine possédant
le gène pour la porphyranase et des bactéries de la flore intestinale des Japonais.
Il y a donc eu un transfert horizontal entre bactéries et par extension avec les
Japonais car une nouvelle caractéristique leur est donnée : la digestion des algues.
En outre, cette caractéristique est transmise verticalement du fait du transfert de la
flore intestinale durant l’accouchement. On parle de diversification du vivant.
Conclusion :
Ainsi, on a mis au jour le mécanisme de transfert horizontal à l’origine de la
diversification du vivant, qu’il soit lié à un virus ou à des bactéries. On peut
s’interroger sur l’existence d’autres mécanismes de diversification.
Sophie Jegou, Éléonore Lebec, Valentin Delachaux (T°S3)
Doc 1
Doc 2
Doc 3