Plans d'organisation et mutations sur les gènes homéotiques

Gènes homéotiques
alice
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Plans d'organisation et mutations sur les gènes homéotiques

Messagepar alice » 06 déc. 2008, 06:07

Bonjour,
Encore une petite question pour nos Terminales S:
Connaît-on une ou plusieurs mutations sur des gènes homéotiques qui modifient complètement le plan d'organisation: par exemple passage de celui d'un insecte à celui d'un ver?
Merci

Jean Deutsch
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Re: Plans d'organisation et mutations sur les gènes homéotiques

Messagepar Jean Deutsch » 06 déc. 2008, 16:08

Réponse :
Pour la différence entre « gènes homéotiques » et « gènes Hox » voir mes réponses à la « question de vocabulaire « et à la question sur « l’homologie de l’œil ».

TOUT D’ABORD, QU’EST-CE QU’UN « VER » ? Le terme est du langage courant, mais pour les zoologistes, il existe toutes sortes de vers. Les plus connus sont les Annélides (vers de vase, lombrics et sangsues, par exemple). D’autres vers, les « vers plats » (planaires, douves et ténia) appartiennent à un phylum différent, les Plathelminthes. D’autres encore, sont des « vers ronds », les Nématodes (qui peuvent être libres ou parasites, comme l’ascaris). Suivant la phylogénie moderne des animaux, les différents phylums d’animaux à symétrie bilatérale, les Bilatériens, se répartissent en trois grands groupes : les Deutérostomiens et, parmi les Protostomiens, les Ecdysozoaires (les animaux qui muent) et les autres, les Lophotrochozoaires. Les Annélides et les Plathelminthes sont des Lophotrochozoaires. En revanche, les Nématodes sont comme les insectes et tous les autres Arthropodes des Ecdysozoaires. Si tous les Bilatériens possèdent des gènes Hox, le répertoire « de base » de ces gènes varie entre les trois grands groupes en qualité et en quantité. Le répertoire de base des Ecdysozoaires comprend 10 gènes Hox. Les vers qui se rapprochent le plus des Arthropodes sont les Nématodes. Les nématodes sont des animaux très dérivés, et chez ceux qui ont été étudiés, le nombre de gènes Hox est réduit, et le complexe ancestral est brisé en plusieurs morceaux. En revanche, chez les Nématomorphes, un phylum qui est le groupe-frère des Nématodes, et qui sont des vers parasites d’insectes, le répertoire ancestral des Ecdysozoaires est conservé, c’est le même que le répertoire ancestral des Arthropodes.

GENES HOX ET PLAN D’ORGANISATION
Comme je viens de le dire, le répertoire des gènes Hox est PRIMITIVEMENT le même chez tous les Ecdysozoaires. L’évolution est tracée suivant le principe darwinien de « descendance avec modification ». Ces modifications évolutives héritables sont des mutations, qui peuvent éventuellement toucher des gènes Hox. Ces modifications des gènes Hox peuvent être un changement dans le répertoire des gènes (perte ou duplication), un changement dans le mode d’expression des gènes Hox (par exemple un changement dans leur domaine d’expression) ou un changement dans la séquence de la protéine Hox qui peut se traduire par un changement de sa fonction, d’où un changement des gènes que cette protéine Hox contrôle.
Les Arthropodes représentent le phylum le plus nombreux de tous les animaux, en nombre d’espèces et en nombre d’individus. C’est aussi le plus divers en termes de morphologie et de plan d’organisation. Comparez par exemple le plan d’organisation d’une araignée, d’un mille-pattes, d’un crustacé et d’un insecte. Les Arthropodes fournissent donc un bon modèle d’étude pour répondre à la question posée. Et l’étude comparée des gènes Hox et de leur expression, de leur fonction, chez divers arthropodes a permis de mettre en évidence des corrélations entre des changements profonds de morphologie et des changements des gènes Hox aux trois niveaux que j’ai évoqués. Je n’évoquerai qu’un seul exemple : celui des Cirripèdes. Les cirripèdes (balanes, pousse-pieds) sont des crustacés qui vivent tous fixés. Leur plan d’organisation diffère de celui des autres crustacés en ce qu’ils n’ont pas d’abdomen à l’état adulte et un abdomen très réduit à l’état larvaire. On a pu montrer qu’ils ont perdu un gène Hox que l’on trouve chez les autres crustacés (et les autres arthropodes). C’est le gène nommé abdominalA, parce qu’il intervient dans la différenciation de l’abdomen chez les insectes.

POUR CONCLURE :
Les gènes Hox ont pu jouer un rôle dans la différenciation des plans d’organisation des différents phylums des Bilatériens, qui remonte à l’explosion cambrienne il y a environ 600 millions d’années. Et des mutations plus récentes des gènes Hox ont pu être mises en corrélation avec des changements de morphologie à l’intérieur de certains phylums.


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