DIVERSIFICATION GENETIQUE ET DIVERSIFICATION DES ETRES VIVANTS

I/ DES PROCESSUS GENETIQUES A L’ORIGINE DE LA BIODIVERSITE. Les mutations ponctuelles et création de nouveaux allèles: Différentes mutations Conséquences sur les protéines synthétisées INSERTION DELETION SUBSTITUTION Mutations décalantes Mutations silencieuses Mutations faux-sens Mutations non-sens

Duplication-transposition et création de nouveaux gènes Anomalies génétiques: translocation ou crossing-over inégal

Création de famille multigénique

C) Transfert horizontal de gènes Ces vecteurs sont utilisés en biotechnologie pour transférer des gènes d’une espèce à une autre (transgénèse) afin d’obtenir des OGM.

D) Hybridation et polyploïdisation Processus très commun chez les végétaux 70 % des angiospermes (plantes à fleur) résulte de ce mécanisme Une espèce (ou une forme) polyploïde contient plus de 2 jeux de chromosomes Diploïde (2n=10) Haploïde (n=5) Triploïde (3n=15) Tétraploïde (4n=20)

Méiose => formation des gamètes Espèce A Espèce B 2n=10 2n=12 Méiose => formation des gamètes n=5 Hybridation n=6 Hybride stérile (pas de méiose possible) Polyploïdisation Hybride fertile (méiose possible). 2n=22

Cas particulier des gènes du développement: Contrôlent la mise en place du plan d’organisation Présentent peu de différence (ex: comparaison gènes drosophile et souris) Constituent une famille multigénique chez les vertébrés Exemple des gènes Hox qui contrôlent la mise en place de l’axe A-P

Des variations dans la chronologie, la durée, l’étendue des zone d’expression et l’intensité de l’expression de ces gènes peut induire des modifications profondes du plan d’organisation même si au départ les différences génétiques sont faibles ou limitées En haut, une patte antérieure normale chez la souris. En bas, l’effet de la désactivation des gènes HOX à la base de l’humérus (h’); la patte ne s’est pas développée. http://www.iforum.umontreal.ca/Forum/2006-2007/20061120/R_6.html

Durée d’expression de certains gènes du développement lors du développement post-embryonnaire

II/ DES PROCESSUS SANS MODIFICATION DU GENOME A) Les associations symbiotiques Symbiose = association entre deux espèces, à bénéfice réciproque Exemple des lichens: association entre un champignon (mycète) sous forme de filament = mycélium et une algue unicellulaire. Avantage pour le mycélium: bénéficie des molécules carbonées produites par photosynthèse par l’algue (ce qui lui permet de se développer sur des milieux pauvres nutritivement. Avantage pour l’algue: protection contre les agressions du milieu (déshydratation)

Exemple des légumineuses: Intérêt pour la légumineuse: utilisation de l’azote atmosphérique fixé par les bactéries (meilleure nutrition azotée) Intérêt pour les bactéries: milieu protégé Rq: présence de Leghémoglobine qui fixe l'oxygène, ce qui protège la nitrogénase bactérienne qui est inhibée par l'oxygène. La globine est codée par un gène de la plante, l'hème par un bactérien.

Théorie endosymbiotique des mitochondries des cellules eucaryotes Mitochondrie = organite impliqué dans la production d’énergie par respiration cellulaire, limité par deux membranes et possédant son propre matériel génétique (proche de celui des procaryotes) Production d’énergie par respiration cellulaire (avec consommation de O2) = processus plus efficace que la fermentation Production d’énergie par fermentation (sans consommation de O2) = processus moins efficace que la respiration cellulaire Membrane de la vésicule de phagocytose Membrane de la bactérie Phagocytose

Théorie endosymbiotique des chloroplastes des cellules végétales Chloroplaste = organite impliqué dans la photosynthèse, limité par deux membranes et possédant son propre matériel génétique (proche de celui des procaryotes, cyanobactéries notamment)

Ces processus d’endosymbiose ont eu lieu plusieurs fois au cours de l’histoire de la vie. Voir aussi doc de l’exo 4 p 54 En vert: les « végétaux » Endosymbiose réalisée avec un être vivant photosynthétique Perte de chloroplaste Rq: métazoaires = animaux pluricellulaires

B) Comportements nouveaux transmis d’une génération à l’autre par voie non génétique Apprentissage => différences de comportement entre les individus Indispensable: structure nécessaire à l’apprentissage (cerveau suffisamment développé) vie en communauté => transmission de génération en génération