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Accueil du site > 02 - Livre Deux : SCIENCES > Développement et génétique > L’évolution ne provient pas des gènes mais de leur régulation

L’évolution ne provient pas des gènes mais de leur régulation

vendredi 10 juillet 2009, par Robert Paris

Tiré de Transversales 01-09

Sans que ce soit complètement nouveau il est crucial de déplacer le regard des gènes eux-mêmes à leur régulation comme moteur principal de l’évolution. En effet, on avait déjà établi qu’avec la complexification des organismes il devenait hautement improbable qu’une mutation d’un gène ne soit pas délétère, la complexité ne se construit pas sur le pur aléatoire mais sur le changement de combinaison de briques vitales, sur l’utilisation d’outils disponibles, d’une bibliothèque de routines préprogrammées, un stock de protéines déjà données. Les séquences "non codantes", ne contenant pas l’information à recopier, seraient celles du code justement, du programme de commande et donc déterminantes bien qu’illisibles sans le "code source" ! Ce qu’on avait pris pour le programme n’était que la bibliothèque. Le programme lui-même peut consister dans un simple obstacle qui dévie la lecture de l’ADN et qu’il faudrait suivre pas à pas mais toute la complexification de l’évolution se ferait au niveau du programme plus que des données, d’une régulation de plus en plus fine et de moins en moins aléatoire ou auto-organisée par toute une série d’inhibitions et d’inhibitions de l’inhibition (promoteur, répresseur). Cela semble bien contredire les théories darwiniennes de l’expression des gènes sauf que cela n’empêche pas du tout que de larges zones restent aléatoires si la compétition suffit à obtenir l’avantage de survie et qu’il n’y a pas besoin de l’intervention d’un régulateur. Cependant, l’aléatoire coûte souvent trop cher en énergie perdue, ce pourquoi l’erreur doit être minimisée et le hasard guidé (régulé).

Des séquences d’ADN régulatrices, qui commandent où et quand les gènes sont activés, ont joué un rôle majeur dans la création de la diversité des formes animales.

On s’attendrait à ce que des animaux très différents morphologiquement aient peu de points communs dans leurs génomes. Les apparences sont trompeuses : leurs répertoire de gènes sont en réalité très similaires. Par exemple, ceux de mammifères aussi différents que la souris, le rat, le chien, l’homme et le chimpanzé sont remarquablement proches. Le nombres approximatif de gènes dans chacun de ces génomes (environ 20 000) et leurs positions relatives sur les chromosomes sont peu changé depuis la divergence des mammifères placentaires il y a 100 millions d’années.

L’expression de la plupart des gènes est régulée au niveau transcriptionnel ; les cellules ne gaspillent pas d’énergie à produire des ARNm et des protéines dont elles n’ont pas besoin. De nombreux gènes sont donc exprimés spécifiquement dans un organe un tissu ou un type cellulaire particulier.

Or certaines séquences d’ADN non codant jouent un rôle central dans l’expression des gènes, en déterminant où et quand ils s’expriment. Ces séquences sont dites cis-régulatrices, pour signifier qu’elles contrôlent l’expression de gènes voisins.

Chaque gène a au moins une séquence cis-régulatrice. Contrairement aux gènes eux-memes, dont les régions codantes sont faciles à identifier en raison de la syntaxe relativement simple du code génétique, les séquences cis-régulatrices ne peuvent être reconnues à la seule lecture des lettres d’ADN qui les composent. Elles doivent être identifiées expérimentalement.

L’existence des séquences cis-régulatrices permet qu’un même gène soit exprimé de nombreuses fois dans des contextes différents, augmentant ainsi notablement la variabilité fonctionnelle de chaque gène.

Ainsi, une des différences entre l’homme et le chimpanzé serait la régulation des endomorphines notablement surexprimés chez l’homme sans que la protéine change mais seulement sa production. Entre autres choses cela pourrait expliquer les tendances exploratoires et addictives de l’homme, d’en faire toujours un peu trop, quoique le langage en soit plus sûrement la cause mais n’est-il pas notre première drogue qui nous enivre de mots ? On peut faire l’hypothèse aussi que ce serait nécessaire pour supporter les douleurs de l’accouchement à cause de notre grosse tête ? Ou encore que cela renforcerait l’attachement ?

- Des assemblages d’ADN rompus au jeu et au travail, p68

Des portes logiques constituées d’ADN pourraient un jour être introduites dans le sang d’une personne, détecter des anomalies et réagir en conséquence. Pour l’heure, on les fait jouer in vitro au morpion...

Ce n’est pas très nouveau. Il s’agit d’arriver à combiner plusieurs conditions pour déclencher un événement (délivrer un médicament par exemple). L’originalité c’est de démontrer les possibilités de calcul en programmant un jeu de morpion...

Evolution is driven by gene regulation

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