Innovations génétiques et évolution des espèces

Résumé du document

Le brassage génétique assuré par la reproduction sexuée contribue à l'unicité génétique des individus. Son efficacité est liée à l'hétérozygotie des organismes pour de nombreux gènes ; celle-ci résulte de l'existence au sein des populations de plusieurs versions d'un même gène appelées allèles. C'est le polyallélisme.
Au sein d'une population, les allèles d'un gène ont des fréquences variables. 1/3 des gènes sont polymorphes, (càd qu'ils ont au moins deux allèles ayant une fréquence supérieure à 1%).

- Quels mécanismes génétiques sont à l'origine du polymorphisme génique (et donc à l'origine de la diversité des allèles), et quels sont ceux à l'origine de nouveaux gènes ?
- Comment évoluent ces innovations génétiques dans une population et comment le génome s'est-il complexifié au cours de l'évolution ? (...)

Extraits

[...] Au sein d'une population, les allèles d'un gène ont des fréquences variables. 1/3 des gènes sont polymorphes, (càd qu'ils ont au moins deux allèles ayant une fréquence supérieure à Quels mécanismes génétiques sont à l'origine du polymorphisme génique (et donc à l'origine de la diversité des allèles), et quels sont ceux à l'origine de nouveaux gènes ? Comment évoluent ces innovations génétiques dans une population et comment le génome s'est-il complexifié au cours de l'évolution ? 1. Les mécanismes d'évolution du génome La taille des génomes varie selon les espèces (de pb [pb = paires de bases] chez les bactéries à 17.109 pb chez le blé en passant par 6.109 pb chez les mammifères. [...]

[...] De leur expression dépend donc la construction d'un organisme conforme au phénotype de l'espèce. Parmi ces gènes, les gènes homéotiques, ou gènes architectes, dirigent la mise en place de l'axe antéropostérieur en contrôlant l'activité des autres gènes du développement (que l'on peut qualifier de gènes ouvriers Des mutations sur de tels gènes peuvent : bloquer leur expression maintenir leur expression pendant une durée plus longue autoriser leur expression dans des régions où ils ne s'expriment habituellement pas Ces mutations engendrent des changements morphologiques plus ou moins importants, qui peuvent conduire à des nouveautés morphologiques, c'est à dire des innovations évolutives. [...]

[...] La plupart du temps la mutation ne concerne que quelques nucléotides, sur les centaines ou milliers de nucléotides du gène : on parle de mutation ponctuelle. On distingue 3 types de mutations : Mutations par SUBSTITUTION : elles résultent du remplacement ponctuel d'un nucléotide par un autre, et sont classées selon les conséquences qu'elles engendrent : Mutation silencieuse : ne provoque pas de changement de l'acide aminé correspondant (redondance du code génétique). Elle est sans conséquence sur le phénotype de l'individu. Mutation faux-sens : provoque un changement d'acide aminé dans la séquence polypeptidique. [...]

[...] La mutation confère un avantage sélectif aux organismes qui en sont porteurs. Inversement, on parle de sélection naturelle négative, lorsque l'innovation génétique entrave la survie des individus et qu'elle diminue leur capacité reproductive. La persistance d'allèles morbides Ex. Paludisme et drépanocytose La fréquence de certains allèles dans la population est relativement forte, bien que les individus qui les possèdent à l'état homozygote soient nettement désavantagés ; c'est le cas par exemple de l'allèle HbS qui code pour la chaîne βS de l'hémoglobine. [...]

[...] Les mutations affectant cette région n'ont pas été conservées car elles devaient altérer la fonction de la molécule. Par contre les autres régions de la protéine, sans relation directe avec sa fonction, montrent des différences d'une espèce à l'autre, plus nombreuses et avec une répartition statistique aléatoire. Ces différences sont dues à des mutations qui ne modifient pas l'activité de la protéine : ce sont des mutations neutres. Les mutations neutres ne confèrent aucun avantage ou désavantage aux organismes qui en sont porteurs : elles échappent à la sélection naturelle, et peuvent donc se répandre de façon aléatoire dans la population, ou bien disparaître. [...]