SVT (terminale) · Chapitre 2 · Exercice de TD
Problème — Reconstituer l'histoire d'une famille multigénique
La diversification des êtres vivants · niveau 3 (difficile)
Énoncé
Problème — Reconstituer l'histoire d'une famille multigénique.
Document : On dispose des pourcentages de différences entre les séquences nucléotidiques de quatre gènes (G1, G2, G3, G4) d'une même famille multigénique.
| G1 | G2 | G3 | G4 | |
|---|---|---|---|---|
| G1 | 0 | 5 | 30 | 31 |
| G2 | 5 | 0 | 29 | 30 |
| G3 | 30 | 29 | 0 | 6 |
| G4 | 31 | 30 | 6 | 0 |
On admet que le nombre de différences entre deux gènes est d'autant plus grand que leur duplication d'origine est ancienne.
Questions :
- Identifier les deux couples de gènes les plus proches.
- Proposer l'ordre des duplications ayant produit ces quatre gènes.
- Expliquer le devenir possible de chaque copie après une duplication.
Corrigé
- G1 et G2 ne diffèrent que de 5 % : ils sont très proches. G3 et G4 ne diffèrent que de 6 % : ils forment l'autre couple proche. En revanche, le groupe (G1, G2) diffère fortement (environ 30 %) du groupe (G3, G4).
- La structure des données suggère :
- une duplication ancienne d'un gène ancestral séparant deux lignées : l'une donnant (G1, G2), l'autre (G3, G4), avec environ 30 % de différences accumulées ;
- puis, dans chaque lignée, une duplication récente : G1/G2 d'une part (5 %), G3/G4 d'autre part (6 %).
La chronologie va donc des grandes différences (anciennes) vers les petites (récentes).
- Après duplication, une copie peut : conserver la fonction d'origine ; acquérir une fonction nouvelle par mutations (néofonctionnalisation) ; ou être inactivée et devenir un pseudogène. C'est l'accumulation indépendante de mutations dans chaque copie qui explique les différences observées et la diversification fonctionnelle de la famille.
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