Partie II exercice 1 : brassage génétique

Sujet 2A : Recherche d’informations utiles à la résolution d’un problème scientifique (4pts)
Stabilité et variabilité des génomes et évolution
Un modèle possible de l'histoire évolutive des gènes qui codent la lactico-déshydrogénase, enzyme présente
chez tous les êtres vivants, est représenté dans le document de référence.
Question : Montrez que les informations apportées par le document valident le modèle proposé de l'histoire
évolutive des gènes de la lactico-déshydrogénase.
Document de référence
Modèle proposé pour illustrer l'histoire évolutive
qui a conduit aux gènes qui codent la lacticodéshydrogénase chez l'Homme.
Document
La lactico-déshydrogénase (LDH) est une enzyme constituée par l'association de quatre chaînes
polypeptidiques qui peuvent être identiques ou non. Chez l'Homme il existe trois types de chaînes (LDH-A,
LDH-B et LDH-C).
a) Localisation des gènes de la LDH sur les chromosomes de l'Homme :
b) Séquences partielles d'acides aminés des chaînes polypeptidiques LDH-A, LDH-B et LDH-C humaines,
après alignement :
N.B. : Dans les séquences de LDH-B et LDH-C un tiret indique un acide aminé identique à celui présent dans la
séquence de LDH-A, laquelle est prise arbitrairement comme référence.
Corrigé 2A
Barème
(4pts)
Introduction
On cherche à valider le modèle de l’histoire évolutive des gènes de la lacticodéshydrogénase à partir du document proposé
0,25pt
Analyse et interprétation du document
Notion de gène ancestral
- Grande similitude de séquence entre les 3 chaînes de la Lactico-déshydrogénase
(LDH-A, LDH-B et LDH-C)
 Ces 3 chaînes sont homologues et dérivent toutes d’une chaîne unique codée
par un gène ancestral commun
3pts
Notion de duplication-transposition
- Chaque chaîne LDH est gouvernée par un gène distinct : deux des gènes (A et C)
sont localisés sur le même chromosome 11 et le 3 ème est localisé sur le chromosome
12.
 ces 3 gènes sont issus du mécanisme de duplication-transposition à partir du
gène ancestral
Notion de mutations
- La séquence des 3 gènes (A, B et C) présente des différences :
 Celles-ci sont dues à des mutations qui se sont accumulées au cours de temps
sur les différents duplicata de gène
- Le nombre de différence d’acides aminés entre la séquence des chaînes A et C
n’est que de 7 alors qu’il est de 9 entre B et A et de 11 entre B et C
 La duplication qui a donné naissance à A et C est la plus récente dans le temps
puisque le nombre de différence entre les deux séquences est le plus petit (7)
 La duplication, à partir du gène ancestral qui a donné naissance à B et au gène
commun à A et C, est la plus lointaine car le nombre de différence entre la chaîne
B et les deux autres est le plus élevé (9 et 12)
Conclusion :
- Les trois gènes de la Lacticodéshydrogénase correspondent à une famille
multigénique,
- ils ont été créés à partir d’un gène ancestral commun (séquences similaires des
trois gènes)
- par des mécanismes de duplication-transposition (localisés à des locci différents
sur deux chromosomes)
- ces gènes se différencient par mutations (différences +/- importantes entre les trois
chaînes, renseignant sur la +/- grande proximité des duplications entre gènes )
0,75pt