Rouhart Pierre Sy julien
Que nous apprend la comparaison du génome du chimpanzé à celui de
l'Homme ?
Introduction :-
• Pourquoi a-t-on entrepris le séquençage des génomes ? ( image de fond ci-dessus ) : Pour comprendre l'Histoire et la place de l'Homme. De plus le rapprochement entre Homme et chimpanzé a été remis au goût du jour (Mis en lumière par Lamarck) > séquençage du génome du chimpanzé a été lancé. La comparaison a d'abord mis en évidence une identité de 95 à 99% (selon les auteurs) en dépit des 6 millions d'années qui nous séparent de notre ancêtre commun. Mais cette découverte va par la suite être atténuée.
• Sommes-nous si différent de Chimpanzé? ( image du singe et de l'homme ) : comparaison morphologique... > Nous sommes très différents morphologiquement alors que notre génome est si proche : Pourquoi ? En recherchant les régions les plus différentes, l'hypothèse était de découvrir ce qui fait l'Homme.
I- Des différences dans la structure même du génome
-Différences dans le nombre de chromosomes (Homme 23 paires, Chimpanzé 24 paires) > Fusion des chromosomes 2p et 2q de l'ancêtre commun en une paire unique dans la lignée humaine. Les autres paires sont très proches (identification des quelques différences notables : inversions, insertions, délétions).
-A quoi sont dues les inversions dans les chromosomes : les rétrotransposons Illustrations :
II- Des différences sur quelques gènes particuliers et le cas particulier du chromosome Y
-Gènes HAR :
taille du cerveau, gènes associés à la parole, pouce opposable,...Image des différents gènes trouvés dans l'opposition Homme/Chimpanzé 1°) Les différents gènes d'intérêts dans la différences Homme/Chimpanzé 6 gènes impliqués dans la différenciation Homme/chimpanzé (voir infographie)
La plupart des séquences différentes codent pour des gènes régulateurs ou des gènes à fonction non connue ou des séquences non transcrites.
2°) Nuance a apporter :
Les mutations régulatrices n'expliquent pas forcément la divergence évolutive. Les gènes majeurs n'ont pas été modifiés > toutes différences ne tiennent donc pas à une poignée de gènes et nous ne devons pas négliger le rôle social qu'ont impliqués les variations génétiques)
-étude du chromosome Y:
Les chromosomes Y du chimpanzé et du l'Homme présentent des différences bien plus importantes que le reste du génome, pourquoi ? > évolution très rapide depuis 6 millions d'années due à 3 facteurs (le rôle du chromosome Y dans la spermatogenèse, les recombinaisons ectopiques qui l'affectent et l'absence de crossing-over avec un homologue). + Compétition entre les spermes des mâles très importante chez le chimpanzé car reproduction des femelles avec plusieurs mâles.
Conséquence : certains gènes ayant subi une inactivation chez le chimpanzé sont intacts chez l'Homme > Le chromosome Y du chimpanzé est plus petit et a une importance moins forte. À long terme celui-ci va probablement disparaître.
III- L'importance des variations de la régulation
1°) Rôle d'un Gène et son expression
L'expression d'un gène se fait en suivant la « recette » génétique mais aussi par une régulation des différentes étapes entre l'ADN et la protéine.
2°) Expression et régulation
Le génome ne permet pas d'expliquer totalement le fonctionnement des cellules de l'organisme, il faut également élucider la façon concertée dont les gènes s'expriment.
Cependant ces gènes sont régulés par des séquences identifiables par expérience.> Ces séquences de régulation ont une importance primordiale dans l'expression du gène.
Exemple : la régulation de HOX B1
Ces variations de la régulation génique pourraient expliquer en grande partie les différences entre l'Homme et le chimpanzé.
3°) Retrouver une séquence régulatrice
Les puces à ADN permettent de déterminer la régulation de l'expression d'un gène dans certaines conditions et ensuite de comparer pour déterminer les séquences régulatrices.
Conclusion : Confirmation de la proximité phylogénétique de l'Homme avec le chimpanzé mais cette comparaison des génomes répond finalement peu à la question : « Qu'est ce qui nous rend humain ? » > les différences principales se trouvent dans la régulation du génome, dans quelques gènes particuliers et dans les comportements reproductifs qui ont modelés le chromosome Y Cependant la compréhension de l'évolution des deux lignées est plus grande et celle-ci peut nous aider à comprendre les différences au sein de l'humanité ( Intolérance au lactose, sensibilité à certaines maladies,...)
Bibliographie
-Génoscope : http://www.cns.fr/spip/IMG/pdf/Exploiter_III.pdf -Embryologie causale et moléculaire Professeur Daniel BALAS
-http://homepage.mac.com/danielbalas/BDDMOL/embmol/embmol.html
-« Initial séquence of the chimpanzee genome and comparison with human genome » Nature
-http://genome.uscc.edu
-Pour la science : « qu'est-ce qui nous rend humain », katherine pollard
-« Genetic evidence for complex speciation of humans and chimpanzee »-Nature, Vol 441
-« Chimpanze and human Y chromosom are remarkably divergent in structure and gene content »-Nature, Vol 463
-« Conservation of Y-linked genes during human evolution revealed by comparative sequencing in chimpanzee »- Nature, Vol 437
-« Chromosomal inversions between human and chimpanzee lineages caused by retrotransposons » - PLOSone, Vol 3, Issue 12
-« Evaluating the relationship between spermatogenic silencing of the X chromosom and evolution of Y chromosom in chimpanzee and human » - PLOSone, Vol 5, Issue 12.
