http://img98.imageshack.us/img98/3439/v ... mh6dl7.jpg
Ce schéma représente les quatre époques qui peut-êtres associés à l’évolution des gènes de développement et de différenciation cellulaire. A chaque étape qui a impliqué la mutation des gènes de développement ou de différenciation cellulaire, il en est résulté une correspondance étroite avec une explosion de la biodiversité des organismes vivant à travers ces mêmes époques. Ce boom a été presque immédiatement suivit d'une sorte de grande décimination (1), causé par la pression sélective naturelle, et un peut de contingence ! Un peut comme le phénomène qui sait produit pour le nombres de phylums des arthropodes qui a explosé au Cambrien, mais dont un seul a survécu et qui existe toujours de nos jours.
Au début la terre était un environnement extrême ! Milieu qui était propice aux développements des organismes extrême, comme les Archéobactéries. Si on se base sur l'aspect évolutif de l'ingénirie génétique (paléogénétique) qui sont axées sur les gènes de réplication (étape 1 sur le schéma) et les gènes de développement ( différenciation, polarisation, segmentation, homéotique) (3-9) et également sur les différents mécanisme d’épissage de l’ARNm (représenté par les étape 3 et 4) (6-10). On peut supposé que l'ancêtre des cellules (LUCA), devait dupliquer son ADN de manière contigu (sans intron), un peut comme le fait les bactéries actuelles (ARN polycistronique). On peut supposer également, que différent facteurs endogène ou exogène de mutation, on agit directement sur les gènes de réplication, ou sur d’autres gènes qui étaient alors associés aux différents mécanismes de coordination, lors de la division et de la duplication de l’ADN, ou encore lors de processus de transfère horizontaux (comme chez les bactéries actuelle qui s’échange des morceaux d’ADN). Ces différents mécanismes mutationnels, (5) on put modifier ou altérer l’expression des gènes de réplication. La ou les cellules ancestrales, ont alors donnés naissance à différentes souches évolutives, dont une qui sait orienté vers les Eubactéries à l’ARN polycistronique, et une autre vers les ancêtres des archéobactéries à l’ARN monocistronique ou morcelé. Avec l’ARN monocistronique, est né l’épissage (6-10) des ARNm.
Une souche d’Archéobactérie aurait subit de nouvelle mutation, sur son matériel génétique. Celle-ci aurait évolué par la suite vers les Urcaryotes (ancêtres des eucaryotes), par différents processus d’endosymbionte (de Mereschkowski.) (8). L’étape 2 du schéma illustre cette étape. Une Archéobactérie aurait capturé des procaryotes, dont certains auraient développés une forme de symbiose avec leur hôte (comme les ancêtres des mitochondries et des chloroplastes). Certains phénomènes environnementaux, comme l’augmentation de la concentration de l’oxygène moléculaire dans l’atmosphère (vers 2.2 Ga), émit lors de la photosynthèse effectuée par les cyanobactéries, sont peut-être à l’origine de ce processus d’adaptation. De cette symbiose serait apparue les Urcaryotes, qui auraient donnés naissances par la suite au Eucaryotes, vers 1.4 Ga.
Les différentes formes de mécanisme d’épissage des ARNm (6-10), que nous retrouvons chez les Archéobactéries et les eucaryotes, ne sont peut-êtres pas étrangés à cette forme de symbiose entre (prè- ?) Archéobactérie et différents types d’Eubactéries ancestrale. Au début une forme de mutation sur l'ADN, aurait fait la promotion d'une nouvelle forme de synergie bio-moléculaire et génétique, qui aurait favorisé la résonance des phénomènes d'épissages, vers une forme de travail de coopération (synergie) avec les gènes de différenciation et de développement, qui viendront un peut plus tard dans l’histoire de l’évolution de la vie. Le tout aurait dut disparaître par la suite avec la pression sélective de l’époque. Mais peut-être que certains facteur environnementaux ou de contingence, en aurait désidé autrement (chute de météorite ou autre). Favorisant du même coût, l'émergence et l'évolution de ce grand facteur de diversification génétique. Puisque que les mécanismes d'épissages sont impliqués dans la variabilité des protéines (complexe Spliceosomes + ARN small) (2-10), et donc un grand facteur d'adaptation (un gène plusieurs protéines).
La première explosion de la vie sur terre, a donc commencé avec LUCA, elle fut la première véritable cellule vivante à faire l’acquisition de mécanisme de réplication transmissible et stable entre les générations. Un peut plus tard (quelque millions d'années) une branche se divise en 2, pour donner naissance aux premières Eubactéries (probablement l’ancêtre des bactéries actuelle) avec leur ARN polycistronique, et aux (pré- ?) Archéobactéries avec leurs gènes de type morceler (qui possède des introns) et qui son associé au au différents mécanisme d'épissage lors de la transcription génétique de l’ADN vers ARMm. Le deuxième boom de la vie sur terre, survient à l’étape 2 du schéma, lors de la fusion et de symbiose d’Archéobactéries avec différents type d’Eubactéries. Les organismes résultant de cette fusion, vont désormais se séparer de la branche évolutive principale des archéobactéries, pour former les ancêtres des eucaryotes (cellules animale et végétale avec noyau). Les Eucaryote marque la naissance des tous premier protistes sur terre, qui sait produit vers 900 à 750 Ma.
Voici un petit schéma pour illustrer mes propos ! (image lourde un peut !)
Cette étape marque également la naissance des gènes précurseurs de différenciation cellulaire (gènes de polarité ou gènes maternels). Certains protistes Eucaryotes ce regroupe en colonie, et communique entre eux, via des molécules chimique (facteur de morphologie externe, et début de l’expérimentaion des gands plan d'organisation pluricellulaire), des axes de différenciations (11) qui sont portés sur leurs différentes activités métaboliques et biochimiques plus spécialisée. Les différents processus d’épissages poursuivent leurs évolutions, tout en favorisant une coopération de plus en plus accrût avec le reste du matériel génétique. Il ce développe à la longue, une synergie en forme de boucle résonnante ou récurente, qui est portée sur les affinités biochimique et d’aspect complémentaire à travers l'activité de réplication de l'ADN vers les ARNm. Différentes mutation ont sûrement favorisées de t’elle phénomènes, à cette époque reculée du protérozoique, et peut-être effectué à partir des gènes de réplications.
Cette évolution va ce diriger par la suite, vers les gènes qui sont impliqués dans la segmentation, lors du développement des métazoaire. Comme les gènes de polarité (impliqué dans le grand axe antéro-postérieure et dorso-ventrale), le gène paire rule et les gènes de polarité segmentaires (axé sur la répétition des segments) (3-9). Ils vont faire leurs apparitions et donnés naissances au tout premier organisme métazoaire (organisme multicellulaire). Ces organismes présentes quelques axes de différenciation cellulaire morphologique (comme les méduses, les éponges et les corraux). C'est le début et le boom des premiers métazoaires à corps mous, vers 700-600 Ma (faune d’Édiacara).
La quatrième et dernière étape, qui est représenté sur le schéma, marque l’évolution des gènes homéotiques (3-9). Ces dernier détermine la spécialisation des différents segments d’un organisme lors du développement embryonnaire. Cette étape est associée au boom et à l'explosion de la variété biologique, qui c’est produit au début du Cambrien (début du phanérozoique), situé entre 570 et 510 Ma. Cette période géologique est associé à la croissance des grands plans d'organisation ou organisateurs des organismes vivant (phylum). Comme par exemple l'explosion de la variété des arthropodes de cette époque. Plus d'une vingtaine d'embranchement d'Arthropode ont existés au cambrien inférieur, mais juste une a évolué jusqu'a notre époque, et une dizaine de phylum différents d'animaux on également disparut de la surface du globe à cette même époque ! (1)
A chaque étape qui ont marquées l’évolution des gènes de réplication et de développement, mais aussi sur l’évolution du gènes qui sont impliqués dans les phénomènes de l’épissage de l’ARNm (6-10) qui leurs sont directement associés. La terre à subit un boom dans la croissance de sa diversité biologique, et chacune d’elle a été immédiatement suivit par la suite (dans un intervale de quelque millions ou millier d’années) d'une perte par décimination d’une empleure tout aussi comparable. Les différents mécanismes de l'évolution-adaptation potés sur la pression sélective naturelle des espèces, en est la cause principal, mais a tout cela il faut aussi ajouté certaine notion de contingence. (mécanisme de décimination comme les chutes de météorites, grande activité volcanique lors de la collision des plaques tectonique entre autre).
1 – La vie est belle, Stephen Jay Gould, Édition du Seuil 1991
2 - Les microARN, une nouvelle classe de régulateur de l’expression génétique. (Caroline Hartmann/ Fabienne Corre-Menguy/ Adnane Boualem/ Mariana Jovanovic/ Christine Lelandais-Brière)
http://www.erudit.org/revue/ms/2004/v20 ... 336ar.html
3 – Les gènes de segmentation
Définitions :
- Le gène homéotique se caractérise par une séquence nucléotidique commune à tous les gènes homéotiques : l'homéoboîte. Le gène homéotique code pour une protéine appelée homéoprotéine.
- L'homéoprotéine est un facteur de transcription codé par un gène homéotique. Elle possède une séquence en acides aminés
commune à toutes les homéoprotéines : l'homéodomaine.
- L'homéoboîte est une séquence de 180 paires de base nucléotidiques qui code pour l'homéodomaine.
- L'homéodomaine est une séquence de 60 acides aminés dont la conformation tridimensionnelle reconnaît spécifiquement des régions régulatrices de certains gènes.
http://www.ac-reims.fr/datice/svt/docpe ... segmen.htm
4 - Développement embryonnaire et gènes sélecteurs, Michel Delarue
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/homeotique/homeo0.html
5 – Les modification du matériel génétiques (type de mutation/altération)
http://formation.etud.u-psud.fr/biologi ... /index.htm
6 - LA TRANSCRIPTION CHEZ LES EUCARYOTES ET LES MODIFICATIONS POST-TRANSCRIPTIONNELLES CHEZ LES EUCARYOTES
http://spiral.univ-lyon1.fr/polycops/Bi ... ire-9.html
7 - Biochimie
http://perso.orange.fr/vincent.masson/bioch/index.htm
8 - les théories de fusion et d'endosymbioses
http://cgdc3.igmors.u-psud.fr/microbiol ... p01_06.htm
9 – Gènes de développement (description des trois catégorie comme 3)
http://quasimodo.versailles.inra.fr/ina ... p07p01.htm
10 – Spliceosomes
http://fr.wikipedia.org/wiki/Spliceosome
11 - Le cycle kystique de Sterkiella
Processus d'Enkystement et gène de différenciation
http://www.umr8080.u-psud.fr/bc4new/fr/kystebilan.htm
et
http://www.umr8080.u-psud.fr/bc4new/fr/morphobilan.htm
Gilles
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