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Mise en situation et recherche à mener
Mise en situation et recherche à mener
La molécule d’hémoglobine (Hb) est formée de 4 chaînes polypeptidiques de globines, identiques 2 à 2. Cette molécule assure le transport de dioxygène sanguin. Il existe chez l’Homme différents types de globines codées chacune par un gène différent. Au cours de sa vie, l’Homme fabrique des chaînes de globine différentes.
Par exemple : avant la naissance les hématies du fœtus contiennent de l’hémoglobine fœtale F (constituée de 2 chaînes alpha α et 2 chaînes gamma γ).
Après la naissance, chez le nouveau-né, elle est remplacée par l’hémoglobine A (2 chaînes α + 2 chaînes β) majoritaire et l’hémoglobine D (2 chaînes α + 2 chaînes delta δ)
Hémoglobine chez l'adulte
Le tableau ci-dessous présente les différentes globines :
Problème : Quelle est l’origine des différents gènes de globine humaines ?
On veut montrer que les gènes de globines constituent une famille multigénique et résultent d’anomalies de la méiose.
Ressources
Ressources
Document 1. Crossing-over inégal et duplication de gènes.
Au cours de la prophase I de méiose, il peut arriver qu’un échange se produise entre deux portions non parfaitement homologues des chromatides des chromosomes appariés. On parle de crossing-over inégal.
À la suite de cet accident un chromosome possède une portion de chromosome en double, alors que son homologue a perdu une partie de l’information qu’il portait. Un gamète peut donc hériter d’un chromosome possédant le même gène en double exemplaire (gène dupliqué).
Document 2. Localisation des gènes de globine.
Document 3. Évolution possible d’un gène dupliqué et notion de famille multigénique.
Au grès des mutations qui peuvent se produire au cours du temps, les duplicata (=copies) d’un gène, initialement identiques peuvent devenir différents et coder pour des protéines ayant finalement des fonctions différentes. De tels gènes restent néanmoins ressemblants (plus de 40% d’homologie ou similitude) et constituent une famille multigénique.
Plus deux gènes seront ressemblants, plus la duplication dont ils sont issus sera récente. Le duplicata peut également subir une translocation (=transfert) sur un autre chromosome.
Protocole
Protocole
Afin de comparer les séquences nucléotidiques des gènes des globines humaines :
Ouvrir le logiciel GenieGen2
Ouvrir la banque de séquence
Dans la barre de recherche taper "globines"
Charger les séquences du pack "Famille multigénique des globines (séquences nucléotidiques)
Aligner les séquences
Afficher le tableau de comparaison
Afficher le phénogramme
Remarque :
MYOG ADNc correspond au brin d'ADN codant pour la myoglobine
HBA ADNc correspond au brin d'ADN codant pour les chaînes α de l'hémoglobine
HBB ADNc correspond au brin d'ADN codant pour les chaînes β de l'hémoglobine
HBD ADNc correspond au brin d'ADN codant pour les chaînes δ de l'hémoglobine
HBG ADNc correspond au brin d'ADN codant pour les chaînes γ de l'hémoglobine
HBE ADNc correspond au brin d'ADN codant pour les chaînes ε de l'hémoglobine
HBZ ADNc correspond au brin d'ADN codant pour les chaînes ζ de l'hémoglobine
Consigne
Consigne
Sous la forme d'un schéma, retracer l'histoire de la famille de gènes des globines depuis le gène ancestral (en indiquant dans les légendes : les évènements de duplications, de translocations et de mutations.
Justifier que les différents gènes des globines font partie d'une famille multigénique.
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