Exercice sur la LDH (2.1) et correction. Métropole 2004. II1. Un

Exercice sur la LDH (2.1) et correction.
Métropole 2004.
II1.
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.
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 lactico-déshydrogénase
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 :
Dans les séquences de LDH-B et LDH-C un tiret indique un
acide aminé identique à celui présent dans la séquence de LDHA, laquelle est prise arbitrairement comme référence.
Correction :
PB : justifiez le schéma évolutif proposé pour l’histoire de la LDH.
Saisie
Déduction
Doc. De référence.
Le document de référence permet de formuler l'hypothèse suivante : un gène ancestral subit deux
duplications successives; entre ces duplications s'accumulent des mutations ponctuelles, une
translocation déplace une des copies sur un autre chromosome. Cela donne naissance à 3 gènes
différents occupant des loci différents sur 2 chromosomes différents
Doc1b
- 3 gènes différents
On en déduit l'origine commune des 3 gènes codant ces
- Les séquences d'acides aminés des protéines protéines
codées par ces gènes présentent de fortes
Cela valide l'existence d'un gène ancestral.
ressemblances.
Qui a subi 2 duplications.
- On compte
9 changements d'acide aminé entre les
chaînes A et B,
7 entre A et C,
12 entre B et C.
- Ces différences étant dues à des mutations
ponctuelles des codons de l'ADN
(substitutions de bases),
Doc 1a
Trois gènes (trois loci) localisés sur deux
chromosomes différents (11 :A, C et 12 : B)
On en déduit ( en admettant que l’ accumulation des
mutations est proportionnelle au temps et que les
séquences partielles sont représentatives de l'ensemble
du gène) que la duplication de A et C est postérieure à
la duplication du gène ancestral AC et de B.
Les différentes copies issue des 2 duplications ont ainsi
ensuite divergées.
On en déduit une translocation, sans qu'il soit possible
de situer la translocation par rapport aux duplications,
ni le locus d'origine : chromosome 11 ou 12 ? )
NB : le gène ancestral de A et C est vraisemblablement localisé
sur le chromosome 11.
Le modèle Proposé dans le document de référence est donc totalement validé.
Chromosome 11 ou 12
Gène ancestral
A/C
B
Duplication + transposition
Chromosome 11
A/C
Translocation + mutations indépendantes
B
A
C
Chromosome 12
Chromosome 11
Duplication + transposition
B
Chromosome 12