Thème 1-A Traces écrites S. Dalaine
Existe-t-il d’autres mécanismes génétiques à l’origine de la diversification génétique des êtres vivants ? La génétique permet-
elle à elle seule d’expliquer la diversification du monde vivant ?
Nous verrons dans une première partie différents types de modifications génétiques sources de biodiversité, puis nous
aborderons la part de l’environnement et notamment de l’apprentissage dans l’évolution de la diversification.
TP5 polyploïdisation, expression différentielle des gènes, symbiose, transfert transversal de gènes
I. Une diversification des êtres vivants qui résulte de modifications génétiques
A. Des combinaisons d’allèles différents (mutations / brassage génétique)
Cf chapitre précédent sur les brassages ayant lieu lors de lé méiose et de la fécondation
B. Des modifications caryotypiques (polyploïdisation, hybridation, …)
Evaluation orale groupe 1 :
Polyploïdisation : processus qui consiste à multiplier le nombre de chromosomes, soit lors d’erreurs pendant la méiose
(absence de cytokinèse par ex, = autopolyploïdisation), ou par hybridation d’espèces différentes (allopolyploïdisation).
L’hybridation conduisant souvent à des espèces stériles, elle est souvent suivie d’une autopolyploïdisation.
Très fréquente chez les plantes (70% des Angiospermes ont eu au moins un évènement de polyploïdisation), plus rare chez
les animaux
Cas étudié : l’huître triploïde
Espèce non OGM, mais néanmoins créée en laboratoire (dans les années 1990 par l’Ifremer).
Modalités d’obtention: Initialement par traitement chimique, mais trop dangereux et pertes importantes. D’où changement
de processus: choc thermique pour obtenir des tétraploïdes, puis reproduction en écloserie entre ovocytes haploïdes issus
d’individus diploïdes et spermatozoïdes diploïdes (issus d’individus tétraploïdes). Obtention de larves triploïdes, qui
présentent une plus grande vitesse de croissance, de plus les adultes étant stériles ne sont donc jamais laiteux, concentrent
leur énergie à leur croissance et non à la production (davantage de glycogène et possible amélioration de la valeur
organoleptique).
Avantages des huîtres triploïdes: robustesse face aux virus, absence de laitance, propriétés organoleptiques supérieures ?,
vitesse de croissance augmentée, stérilité des huîtres triploïdes d’où absence de reproduction en milieu naturel.
Inconvénients : dépendance des ostréiculteurs vis-à-vis des écloseries, brevetage possible des USA, risque de dissémination
des tétraploïdes non quantifié, absence de transparence pour le consommateur.
Bilan : polyploïdisation naturelle ou artificielle est source d’amplification de la biodiversité.
C. L’apparition de nouveaux gènes :
1°) duplication/mutations
Cf TP4 sur la duplication et ses conséquences, ainsi que sur les fusions de chromosomes
2°) transfert horizontal de gènes
Groupe 2 : le placenta une acquisition d’un virus !!!
Le transfert horizontal de gène, aussi appelé transfert latéral est un processus dans lequel un organisme incorpore le matériel
génétique d’un autre organisme avec lequel il n’a aucun lien familial direct (père ou mère).
Les virus étant des parasites intracellulaires obligatoires, leur reproduction passe par l’introduction de leur génome dans le
noyau d’une cellule hôte. Ce génome peut alors être transmis aux générations suivantes à condition de n’être pas létal pour
l’individu.
Des études de séquençage de gènes viraux révèlent que la structure placentaire fut héritée d’un virus! Ainsi, par transfert
horizontal de gènes (transfert de gènes d’une espèce à une autre et non d’une génération à l’autre), les êtres vivants se
diversifient.
Transposons = gènes sauteurs : Barbara McClintock Prix Nobel en 1983
Déplacements spontanés de fragments d’ADN dans le génome : transposons ;40% à 50% dans le génome humain et 50% dans celui du Maïs
LINE, SINE ; AluI chez l’Homme présent en 1 million d’exemplaires (10% de l’ADN !)
Fréquence des transpositions 10-6
Ex plasmodium falciparum et protéines de surface antigéniques
D. La modification de l’expression de certains gènes (gènes de développement)
Groupe 3 : les membracidés
S'agissant des gènes impliqués dans le développement, des formes vivantes très différentes peuvent résulter de variations
dans la chronologie et l'intensité d'expression de gènes communs, plus que d'une différence génétique. On peut citer par
exemple, la famille des Membracidés, insectes présentant un casque sur le 1er segment thoracique, qui n’est autre qu’une
paire d’ailes modifiée. Cette structure originale trouve son explication dans l’expression différentielle de gènes du
développement (gènes homéotiques).
On peut également citer l’absence de pattes chez les vertébrés comme les serpents due également à une expression
différentielle de gènes du développement.