Activité : création d`une famille multigénique

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Activité : création d’une famille multigénique
L’hypophyse des Vertébrés libère de nombreuses hormones. Parmi celles-ci, il existe un
groupe de petits peptides présentant manifestement des similitudes. Trois de ces hormones sont
présentées ici :
- la vasotocine (AVT) provoque une contraction des petits muscles de la paroi des
artères : cette hormone joue donc un rôle dans le contrôle de la circulation sanguine.
- l’ocytocyne (OT) permet la contraction des muscles lisses des voies génitales
femelles, oviductes notamment. Chez les mammifères, elle provoque la contraction de l’utérus au
moment de l’accouchement et stimule l’éjection du lait par les glandes mammaires.
- la vasopressine ou hormone anti-diurétique (ADH) provoque une réabsorption de
l’eau au niveau du rein, limitant ainsi la quantité d’urine émise et donc les pertes d’eau.
Document 1 : chez l’Homme, les gènes de l’AVT, de l’OT et de l’ADH ont tous les 3 été localisés sur
le chromosome 20 mais ils y occupent des emplacements différents (locus différents). On a également
pu déterminer la séquence d’ADN codant pour chacune de ces trois hormones
Attention : seul le brin NON transcrit a été représenté.
Document 2 : le tableau ci-dessous indique la présence de ces hormones dans différents groupes de
vertébrés. Par ailleurs, on a déterminé l’âge des plus anciens fossiles connus pour chacune des
groupes.
On estime que ces hormones sont le résultat de l’évolution et des mécanismes qui
l’accompagnent.

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QUESTIONS :
1- Les trois hormones présentées :
a- on parle de famille multigénique, ensemble de gènes dont on pense qu’ils proviennent d’un
gène ancestral : donnez un argument en faveur de cette dénomination.
b- expliquez pourquoi ces 3 hormones correspondent à 3 gènes et non 3 allèles d’un même
gène.
2- Les séquences d’acides aminés correspondant à ces 3 hormones :
à l’aide du code génétique (page 61), donnez la séquence peptidique de chacune de
ces 3 hormones.
AVT :
OT :
ADH :
3- D’après le tableau du document 2, citez quel semble être le gène ancestral :
4- On cherche à savoir comment un deuxième gène a été créé à partir du premier.
a- Voici le chromosome 20 chez un poisson : ajoutez lui le nom du gène ancestral (dans le
rectangle)
b- Voici le chromosome 20 chez une amphibien ou un reptile : ajoutez lui le nom des gènes
c- Retrouvez toutes les étapes entre a- et b-. Vous vous aiderez du document de la page 67 (+
la synthèse de la page 68). Vous schématiserez ces différentes étapes.
Chromosome
20 de poisson
Gène ancestral
Chromosome
20 d’amphibien
ou de reptile

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3- Le passage des reptiles aux mammifères se traduit par l’apparition d’une troisième hormone,
l’ADH. On cherche à savoir comment celle-ci s’est formée.
a- Proposez 2 hypothèses quant au gène à l’origine de l’ADH :
b- en utilisant les informations apportées par la réponse à la question 2, validez une hypothèse
(en justifiant comme il se doit)
c- résumez les étapes apparues entre l’amphibien et le mammifère :
4- En bilan, reconstituez par des schémas, l’évolution au cours du temps de cette famille multigénique
(= l’apparition des différents gènes au cours du temps) :