L`environnement, facteur de L`expression génétique ?

L’environnement, facteur de
L’expression génétique ?
L’ensemble des protéines qui se trouvent dans une cellule constitue son phénotype moléculaire.
Toutes les cellules d’un organisme possèdent la même information génétique. Cependant, leurs
phénotypes moléculaires peuvent être très différents. Ainsi, suivant le type de cellule, une partie du
génome est exprimé. Une partie des gènes est exprimée en permanence par les cellules. Les autres
gènes ne sont exprimés qu’à la suite de la perception d’un ou de plusieurs signaux. En effet des
signaux internes ou externes à l’organisme, sont susceptibles de déclencher la fixation sur l’ADN de
protéines appelé facteur de transcription. Après leur formation, les protéines sont également
soumises à l’action des facteurs environnementaux qui peuvent modifier leur phénotype
moléculaire. Nous verrons l’action de ces facteurs environnementaux à travers l’exemple du têtard
transgénique.
Une expérience de transgénèse a été réalisée. Le gène GFP a été introduit dans les cellules des
têtards. Ces gènes s’expriment lorsque des substances sont présentes dans les cellules comme par
exemple des polluants. C'est-à-dire, lorsqu’un têtard est dans un
milieu pollué, celui-ci est vert fluorescent :
Dans le cas présent, les cellules sont fluorescentes. Elles réalisent
donc la synthèse de la protéine GFP. Cette protéine est donc le
produit d’expression d’un gène, c’est-à-dire d’une séquence d’ADN.
Ainsi l’environnement a modifié l’expression du gène.
Figure 1 : Ce têtard est donc présent dans un milieu pollué.
L’incorporation du gène codant pour la protéine GFP (Green Fluorescent Protein) dans les
cellules du têtard, qui donne une couleur verte fluorescente au têtard en présence de polluants au
sein des cellules, revient à dire qu’en milieu non polluant le têtard garde sa couleur initiale (aucune
substance polluante n’est observable dans les cellules du têtard). Le phénotype moléculaire, ou
l’expression du gène, varie selon des facteurs environnementaux comme la pollution.
Les facteurs environnementaux influencent sur le phénotype moléculaire :
- Ils peuvent moduler l’expression du gène. Une partie du gène est exprimée en permanence
par la cellule, en particulier au niveau du cytoplasme où la synthèse de la séquence
polypeptidique qui correspond à la structure primaire de la protéine. L’autre partie est
exprimée après la perception de la couleur verte fluorescente issue de la protéine GFP (par
exemple), une protéine normalement absente de l’organisme du têtard. En effet, la couleur
verte fluorescente est susceptible de déclencher la fixation de protéines sur l’ADN du gène
qui code pour la GFP. Une fois fixé, il interagit avec l’ADN et l’ARN-polymérase pour initier la
transcription du gène de la protéine GFP
- Ils peuvent affecter les propriétés des protéines et sont susceptibles de modifier leurs
caractéristiques et donc le phénotype moléculaire, c’est-à-dire l’expression du gène. En effet
ici, le têtard transgénique devient fluorescent en contact d’un polluant.
On constate après toutes ces explications que les gènes s’expriment à travers des protéines, ces
protéines sont influençables par des facteurs environnementaux. Dans le cas étudié, le gène produit
une protéine nommée GFP qui, au contact des substances polluantes devient vert fluorescent.

Schéma explicatif :
Organisme donneur (ADN
produisant la protéine GFP et
fluorescent au contact des
polluants)
Organisme receveur (cellule
de têtard)
On a combiné l’ADN donneur à la
cellule receveuse du têtard.
Insertion de la cellule modifiée dans
le têtard (OGM)
Insertion du têtard dans les
milieux pollués
Insertion du têtard dans
le milieu non pollué
Expression de la protéine
GFP (têtard fluorescent)
La protéine GFP ne s’exprime pas
(têtard non fluorescent)
Transgénèse du gène produisant la protéine GFP dans l’organisme du
têtard

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