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Evolution et innovations génétiques (plasticité du génome) Mutation
Evolution et innovations génétiques (plasticité du génome) Protéine 1A –> Caractère 1A Chromosome 1 Chromosome 2 gène 1 allèle 1A Les duplications de gènes provoquent l’apparition de duplicata, elles entraînent la modication quantitative et la complexication du génome. Les gènes dupliqués peuvent muter indépendemment et conduire à l’apparition de caractères nouveaux. Les gènes dupliqués constituent une famille multigénique, les protéines qu’ils codent sont homologues. Protéine 1B –> Caractère 1B Mutation gène 1 allèle 1B Duplication Les mutations sont la conséquence d’agents mutagènes physiques (UV, radioactivité…) ou chimiques provenant du milieu. Elles entraînent la modication qualitative du génome et la création de nouveaux allèles. Ces nouveaux allèles peuvent modier des caractères existants. Les transpositions conduisent à des remaniements chromosomiques, elles modient le caryotype. gène 2 allèle 2A gène 1 allèle 1C gène 2 allèle 2B a Protéine 1C –> Caractère 1C Transposition b c Protéine 2B –> Caractère 2B 3D 2D Chromosome 1 Chromosome 2 1, 2, 3 D : duplications 1D gène ancestral gène «G» G allèle G, génotype = [G] phénotype majoritaire G 1 allèle G’ 2 génotypes de la population G G’ G’ = [G] ; = ; = [G’] nouveau phénotype G G G’ nouveaux génotypes 3 [G’] favorable [G’] défavorable [G’] neutre G’ G phénotype majoritaire [G’] G’ G phénotype majoritaire [G] évolution aléatoire des fréquences et des phénotypes pression sélective dérive génétique d Le gène c est plus proche du gène d que des gènes a et b. Sélection naturelle et dérive génétique Une population est génétiquement caractérisée par la fréquence des différents allèles. 1. A la suite d’une mutation (innovation génétique), un nouvel allèle apparaît au sein de la population. 2. Le brassage génétique, conséquence de la reproduction sexuée, assure la transmission de l’innovation au sein de la population. De nouveaux génotypes et phénotypes apparaissent. 3. Dans un contexte environnemental, le nouveau phénotype peut constituer un avantage ou un désavantage, ou encore être neutre. La sélection naturelle assure un tri des innovations en fonction de l’avantage sélectif ou non qu’elles confèrent : si l’innovation est défavorable, elle tend à disparaître, sinon elle tend à devenir majoritaire. Dans le cas des mutations neutres, la sélection naturelle n’opère pas, on observe une évolution aléatoire, c’est la dérive génétique. © Bernard Cohen-Adad 04005 Mutation L’évolution des gènes constituant une famille multigénique peut être représentée par un arbre. A la base de l’arbre se situe le gène ancestral. Les bifurcations représentent les duplications de gènes. La longueur des branches est proportionnelle au nombre de mutations et ainsi au temps.
