Evolution et innovations génétiques (plasticité du génome) Mutation

Les mutations sont la conséquence
d’agents mutagènes physiques (UV,
radioactivité…) ou chimiques pro-
venant du milieu. Elles entraînent la
modication qualitative du génome
et la création de nouveaux allè-
les. Ces nouveaux allèles peuvent
modier des caractères existants.
Les duplications de gènes pro-
voquent l’apparition de duplicata,
elles entraînent la modication
quantitative et la complexica-
tion du génome.
Les gènes dupliqués peuvent muter
indépendemment et conduire à
l’apparition de caractères nou-
veaux.
Les gènes dupliqués constituent une
famille multigénique, les protéi-
nes qu’ils codent sont homolo-
gues.
Les transpositions conduisent à
des remaniements chromosomi-
ques, elles modient le caryo-
type.
L’évolution des gènes constituant
une famille multigénique peut être
représentée par un arbre.
A la base de l’arbre se situe le gène
ancestral.
Les bifurcations représentent les
duplications de gènes.
La longueur des branches est pro-
portionnelle au nombre de muta-
tions et ainsi au temps.
Evolution et innovations génétiques (plasticité du génome)
gène 2
allèle 2A
Mutation
Duplication
Mutation
Transposition
Chromosome 1
Protéine 1A –> Caractère 1A
gène 1
allèle 1B
Protéine 1B –> Caractère 1B
gène 2
allèle 2B
gène 1
allèle 1A
gène 1
allèle 1C
Protéine 1C
–> Caractère 1C
Protéine 2B
–> Caractère 2B
Chromosome 1
Chromosome 2
Chromosome 2
a b c d
gène
ancestral
1D
2D
3D
1, 2, 3 D : duplications
Le gène c est plus proche
du gène d que des gènes
a et b.
G
= [G]
G
gène «G»
allèle G, génotype phénotype majoritaire
allèle G’
nouveaux génotypes
G
= [G] ;
G
génotypes de la
population nouveau phénotype
G’
= ;
G
G’
= [G’]
G’
[G’]
favorable
[G’]
défavorable
[G’]
neutre
G’ G
phénotype
majoritaire
[G’]
G’ G
phénotype
majoritaire
[G]
évolution aléatoire
des fréquences
et des phénotypes
1
2
3
pression sélective dérive génétique
Sélection naturelle et dérive génétique
Une population est génétiquement caractérisée par
la fréquence des différents allèles.
1. A la suite d’une mutation (innovation génétique),
un nouvel allèle apparaît au sein de la population.
2. Le brassage génétique, conséquence de la
reproduction sexuée, assure la transmission de
l’innovation au sein de la population. De nouveaux
génotypes et phénotypes apparaissent.
3. Dans un contexte environnemental, le nouveau
phénotype peut constituer un avantage ou un désa-
vantage, ou encore être neutre.
La sélection naturelle assure un tri des innovations
en fonction de l’avantage sélectif ou non qu’elles
confèrent : si l’innovation est défavorable, elle tend à
disparaître, sinon elle tend à devenir majoritaire.
Dans le cas des mutations neutres, la sélection
naturelle n’opère pas, on observe une évolution aléa-
toire, c’est la dérive génétique.
© Bernard Cohen-Adad 04005