Chapitre 21: Les génomes et leur évolution

Question 1

Identification de gènes codants

Answer 1

• Identifier tous les gènes qui codent pour une protéine et identifier leur fonction = annotation des gènes
• On cherche les signaux de départ de la transcription (promoteur, terminateur) et de la traduction (AUG) ou d’arrêt (UAA , UAG et UGA)
• Une fois les gènes identifiés on cherche des indices sur leur fonction :
  1. Compare leur séquence à d’autres gènes connus
  2. Études biochimiques ou fonctionnelles de la protéine prédite
  3. L’inactivation du gène et regarder les conséquences

Question 2

Compréhension des gènes au niveau des systèmes

Answer 2

• L’étude complet des gènes et de leurs interactions avec l’ensemble de l’organisme (régulation génétique ,expression). Le but est de dresser un portrait complet incluant les gènes, les ARNm , les protéines ainsi que les molécules produites = Biologie des systèmes
• Génomique : L’ensemble des gènes et leur fonction
• Transcriptomique : L’étude de l’ensemble des ARN transcrits (ARNm) et leur expression
• Protéomique : L’étude de l’ensemble des protéines et leur propriété
• Métabolomique : L’ensemble des molécules et leur rôle
• L’objectif est de faire des modèles dynamiques en représentant les interactions

Question 3

Les génomes varient en taille , en nombre de gènes et en densité, Nombre de gènes

Answer 3

• Le nombre de gènes varie entre les procaryotes et les eucaryotes. Les procaryotes en possèdent moins.
• Le nombre de gènes est souvent plus faible que la taille du génome
• Pourquoi a-t-on presque le même nombre de gènes qu’un nématode ?
  1. Épissage alternatif
  2. Modifications post-traductionnelles

Question 4

Les génomes varient en taille, en nombre de gènes et en densité, La densité génique

Answer 4

• Comparaison entre de la taille du génome et le nombre de gènes. On peut ainsi déterminer le nombre de gènes présents sur une longueur donnée d’ADN
• Les eucaryotes on un génome plus gros, mais ils ont moins de gènes pour un nombre donné de paires de bases (longueur d’ADN) = densité génique plus faible
• On constate l’inverse chez les procaryotes. Il y a plus de gènes par nombre de paires de bases et donc une densité génique plus élevé. Ils ont donc moins d’ADN non codant. Aussi il n’y a pas d’introns chez les procaryotes.
• Les eucaryotes possèdent des introns et aussi de l’ADN non codant (région régulatrice, régions répétitives donc tout ce qui ne code pas pour une protéine)

Question 5

L’évolution du génome, Duplication des jeux complets de chromosomes

Answer 5

• Accident pendant la méiose peut donner naissance à un ou plusieurs jeux supplémentaires de chromosomes = polyploïdie
• Souvent létale, mais parfois facilite l’évolution des gènes. Les jeux supplémentaires de chromosomes permettent aux gènes d’évoluer accumulant mutations et variations et l’organisme continu de vivre et de se reproduire
• Éventuellement on peut avoir l’apparition d’une nouvelle espèce
• Rare chez les animaux, mais fréquent chez les végétaux

Question 6

L’évolution du génome, Modifications de la structure chromosomique

Answer 6

• La fusion de deux chromosomes a entraîné la divergence entre les chimpanzés (n=24) et les humains (n=23)
• Certains segments de nos chromosomes ont des similarités avec les chromosomes de la souris

Question 7

L’évolution du génome, La duplication

Answer 7

• Un enjambement inégal peut donner des chromosomes portant une délétion et autre avec un duplication d’un gène
• Elle est à l’origine de la duplication des gènes et donc des familles multigéniques comme celle des globines : protéines globulaires dont on pense qu’elles partagent un ancêtre commun
• Création de gènes dont les fonctions sont connexes

Question 8

L’évolution du génome, La duplication d’exons et le brassage d’exons

Answer 8

• Un gène dont l’exon a été dupliqué pourrait coder pour une protéine contenant une 2e copie du domaine entrainant une modification de la protéine
  1. Augmenter sa stabilité
  2. Amplifier sa capacité de se lier
  3. Altérer d’autres propriétés
• Le gène codant pour la protéine collagène est un bon exemple

Question 9

L’évolution du génome, Les éléments transposables

Answer 9

• Ils ont joués un rôle important dans la formation du génome
• Ils peuvent :
  1. Faciliter la recombinaison entre chromosome
  2. Dérégler des gènes
  3. Transporter des gènes ou des exons à de nouveaux emplacements
• Par contre, ils peuvent être nuisibles :
  1. Translocations chromosomiques
  2. Modifications létales