Famille multigénique TS

TS
Sujet : Cinq gènes pourraient intervenir dans le développement du grain de maïs.
A partir de l’exploitation du document, trouvez des arguments pour montrer que ces gènes appartiennent
à une famille multigénique.
Corrigé
Introduction : définir : famille multigénique.
Annoncer le problème : En quoi ces gènes représentent-ils une famille multigénique ?
Les séquences des polypeptides codés par ces gènes montrent que sur les 80 acides aminés de Esr1 pris comme
référence :
Faire le tableau de matrice des distances :
Esr1 Esr2 Esr3 Esr4 Esr5
Esr1 0 22 11 74 36
Esr2 0 27 74 38
Esr3 0 74 43
Esr4 0 63
Esr5 0
Concernant Esr1 , Esr2 et Esr3, les % de ressemblance dépassent les 40 % :
- entre Esr1 et Esr2 le % est de 72.5% (80 – 22 = 58 identiques sur 80)
- entre Esr1 et Esr3, le % est de 86.25% (80– 11 = 69 identiques sur 80).
Cette forte similitude entre ces trois gènes indique que ce sont des gènes homologues et résultent donc de
duplications à partir d’un gène ancestral. Les différences indiquent qu’il y a eu des mutations après les
duplications.
Esr 4 et Esr5 présentent des différences très importantes au niveau de leur polypeptide par rapport à Esr1 pris
comme référence car ce sont des protéines plus courtes.
Pour Esr4, l’acide aminé 7 correspond à un codon stop. Pour faire apparaître ce codon stop, le gène Esr4 a dû
subir une seule mutation ponctuelle non-sens. Donc au cours de la traduction, il y a un arrêt anticipé et le
polypeptide est plus court (6 acides aminés seulement). Ces 6 acides aminés étant identiques au polypeptide de
référence Esr1 et Esr 2 puis Esr3, fait penser que Esr4 est aussi un gène homologue et donc aurait subi une
duplication d’un gène ancestral suivie d’une mutation non-sens.
Pour Esr5, les différences sont importantes à partir du 32
ème
acide aminé.
Les 30 premiers acides aminés codés par Esr1 et Esr5 (seulement 2 différences), plaide en faveur aussi d’une
homologie entre ces deux gènes , de plus, le % de similitude est supérieur à 40 % : 80-36 = 44 identiques sur 80
soit 55%). Les séquences totalement différentes à partir du 32
ème
acide aminé suggèrent que Esr5 ait subi une
mutation de type délétion qui entraîne un décalage du cadre de lecture et l’apparition d’un codon stop au 67
ème
acide aminé d’où un polypeptide plus court (66 acides aminés).
Conclusion : L’étude des polypeptides codés par 5 gènes permet de dire qu’ils sont homologues et qu’ils
constituent une famille multigénique c’est-à-dire issus d’un gène ancestral qui aurait subi des duplications,
transpositions et mutations ponctuelles.
Cependant, étant donné que le code génétique est redondant, l’étude des séquences nucléotidiques aurait été plus
précise et aurait permis de déterminer les types de mutation qui ont affecté ces gènes.