Chapitre 7 Let’s Talk about Genes Neumann-Held Luc Faucher

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1 Chapitre 7 Let’s Talk about Genes Neumann-Held Luc Faucher faucher.luc@uqam.ca

2 Autres références  Griffiths, P.E. et E.M. Neumman-Held. 1999. “The many faces of the gene”. Bioscience, vol. 49, p. 656-662.  Waters,, C. K. 1994. ‘Genes made Molecular’. Philosophy of Science, 61, p. 163-185.

3 Problème avec le concept de “gène”  Insuffisance du concept de gène traditionnel au vue des processus interactifs complexes rapportés par la biologie moléculaire.  Concept traditionnel: le gène est le segment d’ADN qui code pour un polypeptides.  L’hypothèse d’une relation statique une-une entre l’ADN et les polypeptides est une simplification.

4 Polysémie  Le concept actuel de gène est polysémique.  Sterelny et Griffiths: “Gene is used in molecular biology as a shifting tag rather than as a name for a specific molecular kind.” (p. 70)

5 Réactions conceptuelle  Trois positions: Élimination (Kitcher) Libéralisme (Falk, Portin, Sterelny et Griffiths) Clarification (Neumann-Held) Une quatrième, tous les usages peuvent être réduit à un seul (Waters). Mais la position de Waters se révèlent n’être qu’une forme de libéralisme.

6 Éliminativisme?  Il y a plus à perdre qu’à gagner dans l’abandon du terme. Plus possible de nommer la relation entre les segments d’ADN et le cours des évènements qui mène à la production de polypeptides. ‘Régions intéressantes de l’acide nucléique’ n’est pas satisfaisant comme concept.

7 Libéralisme  Accepter que le concept est ‘fuzzy’.  Problème des glissements de sens (Lewontin qui va du gène évolutionniste à un autre concept de gène).

8 Solution (Ned) Block  “This position is represented by those, who, for different reasons, want to try to find a precise meaning for the term gene, which nevertheless incorporates the findings of molecular biology.” (70)  Concept centré sur l’ADN et concept centré sur le processus moléculaire. Gène-D et gène-P.

9 Note  “ … I intend to point out that any effort to define gene (or other scientific terms) should start with a clarification of the purposes, the contexts of research interests, for which a term or an empirical approach is designed.” (71)  Approche centré sur le gène (mutation de l’ADN conduit à différences séquences peptidiques) est légitime. Mais peut se demander si autres facteurs causaux en surplus de l’ADN

10 Raison pour l’introduction du nouveau concept  “However, the (regulated) production of a polypeptide needs more than only DNA sequences. One might wonder, therefore, whether a definition of gene should not also include more than only DNA sequences, if the major interest is to understand the (regulated) production of polypeptides.” (71)  ‘… Why not build the epigenetic conditions into the gene …’ (1999, p. 658)

11 Troisième sorte de gène  ‘An evolutionary gene is any stretch of DNA that can be thought of as being in competition with other stretches of DNA for representation in future generations.’ (G et N-H, 1999, p. 656)  Indépendant des changements concernant les gènes moléculaires.  Cette indépendance a un coup: peut pas défendre certaines thèses en faisant appel au niveau moléculaire (atomicité de la sélection). Ne peut pas non plus expliquer les changements évolutionnistes.

12 Boîte noire  Il faut ouvrir la boîte noire du gène, et prendre la mesure du progès en biologie moléculaire.  “… the metaphorical ideas of DNA containing the ‘information for’, ‘coding for’, or ‘programming for’ phenotypic traits cannot be the final stopping points in an explanation of development” (1999, p. 656)  ‘Promissory notes redeemable against developmental biology’ (idem).  ‘Neo-préformationnisme’

13 Gène évolutionniste comme entité théorique  ‘… evolutionary genes are best conceived in an earlier sense of ‘gene’, that is, as units of particulate inheritance. Thus, an evolutionary gene is a heritable potential for a phenotypic (or extended phenotypic) trait’. (1999, p. 661.  Entité théorique qui ne peut être identifiée à une structure de niveau inférieure.

14 Une lecture de Singer et Berg  Une lecture prévilégie le rôle de la combinaison de séquences d’ADN dans la production des peptides.  “This attribution of causal primacy would be appropriate in a system where all others environmental, non DNA located parameters are kept constant, as could be obtained in, for example, in vitro experiments.” (71)

15 Autre lecture  Tiennent compte du fait que toutes les séquences ne sont pas exprimées tout le temps. « Rather, it is the time and tissue regulated expression that allows for ordered developmental processes at all. » (72)  On peut référer à ces entités et influences qui accomplissent les fonctions régulatrices par voie de l’ADN comme étant non-localisées ou environnementales.

16 Sous-détermination des polypeptides par l’ADN  ‘alternative splicing’: différents splicing the l’ARNmessager donne lieux à divers ARNm mature. Le résultat est qu’à partir de la même ADN, plusieurs polypeptides différents sont produits.

17 Sous détermination des polypeptides par l’ADN  RNA editing: édition (par addition, coupe, ou échange) de l’ARNm si bien que différent ARNm est produit à partir du même ADN.  Ex: “… the human gene for apolipoprotein B. In the liver apoB codes for a mRNA of 14.1kb and a protein of 4536 aminoacids, whereas in the intestines, the mRNA has a leght of only 7kb, coding for 2152 amino acids.” (72)  Causé par stop-codon introduit dans l’éditing.

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19 En bref …  “In these cases of alternative mRNA splicing and mRNA editing, no one-to-one relationship between DNA and polypeptide can be estalished, and the same piece of DNA can be used for different functional and structural units. The sequence of nucleotides on the DNA does not even allow prediction of the sequence of amino acids in the polypeptide products.” (73)  Montre que l’ADN n’est pas l’unique facteur causal.

20 Métaphore  “The fate of DNA thus depends on the developmental state and tissue. One could say in some metaphoric sense that in the interactions with specific environmental factors “meaning” is attributed to particular nucleic acid segments, which, depending on the context, are then used, for example, on one occasion as a promoter and on another as one of several putative coding regions.” (73)

21 Autre métaphore  ‘The sequence of the DNA can thus be compared to a sequence of letters without spaces or punctuation marks. The state of the developmental system is then analogous to a scheme imposed on these letters — grouping letters into words, adding punctuation marks and editing notes. A different developmental state imposes a different scheme over the letters..’ (1999, p. 659)

22 Gène pour  “If there is anything that is ‘for’ a gene product, it is the molecular process that produces the product rather than a sequence of nucleotides, which, as Epp puts it, just ‘is’”. (1999, p. 659)

23 Concept et intérêt  “If one want to conceptualize the complex molecular mechanisms of polypeptide synthesis processes, then, so I argue, it is necessary to distinguish between DNA sequences on the one hand, and the embedding of DNA sequences in the course of events of polypeptide synthesis on the other hand.” (73)

24 Identification à rebours  On ne peut savoir à l’avance quel segment participera à la production de polypeptides.  Mais, une fois que la production est faite, on peut identifier les segments particuliers qui ont figuré dans sa production.

25 Nouveau concept de gène  “”Gene is the process (i.e., the course of events) that binds together DNA and all other relvant non-DNA entities in the production of a particular polypeptide. The term gene in this sense stands for processes which are specified by (1) specific interactions between specific DNA segments and specific non-DNA located entities, (2) specific processing mechanisms of resulting mRNA’s interactions with additional non-DNA located entities.

26 suite  These processes, in their specific temporal order, result (3) in the synthesis of a specif polypeptide. This gene concept is relational, and it always includes interactions between DNA and its (developmental) environment.” (74)

27 Gène ARN?  ARN qui produit non pas des polypeptides, mais de l’ARN.  Rejeté parce que ce concept réintroduit l’obscurité: “If we include processes under the heading gene, which are limited to only transcription, it is my feeling that we lose some of the just-gained clarity again …” (74)  No final stand point on the subject.

28 Gènes et DST  Clause trois qui rend le PMG (process molecular gene) compatible avec DST.  Se démarque de Oyama qui continue à n’utiliser que le concept de gène classique. Elle semble prête à concéder qu’au niveau de la synthèse des polypeptides, l’AND a plus de pouvoir causaux que les autres facteurs.

29 Extension de la DST  ‘Therefore, I made t my goal to work out a gene concept that extends DSA for application to developmental processes on those levels of interactions which have to do with DNA and end with the synthesis of linear polypeptide chains.’ (75)

30 Limites de PMG  Pas concept évolutionniste de gène. Peut-être pas possible d’unifier le concept de gène pour les contextes de recherche développementaux et évolutionnistes.  Autres facteurs impliqués dans la production du phénotype devraient être considérés indépendamment.

31 Sous-détermination du phénotype par le génotype  Scriver et Waters: Espoir que la délinéation du génome permettrait prédictions sur le phénotype.

32 Holisme ou ouverture  Objection récurrente: Nombre de facteurs trop grands pour tenir compte de tout.  Analyse de la variance comme méthode Varier les paramètres en tenant les autres fixes. Observer les changements. Mécanismes expliquant ces changements.

33 Application  Relations causales entre variation de ADN et polypeptides.  Est-ce que c’est possible pour PMG?  Réponse???? L’ADN ne peut être assimilée aux gènes. Deux segments peuvent contribuer à la fabrication d’une même protéine (promoteurs et habilitants). Ils seraient partie du même gène.  Holisme du génome. Intérêt pragmatique détermine l’atomisme méthodologique.

34 PMG  Pas plus de problèmes qu’avec l’autre méthode.  “PMG differs in this respect only in that it allows for inclusion of not only DNA, but also non-DNA located entities, thereby integrating into the gene concept those relevant entities that are necessary for the functional specification of the DNA sequences involved.” (80)