4. F LUX DE L ’ INFORMATION GÉNÉTIQUE.S TRUCTURE ET EXPRESSION DES G È NES. 103
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
7.3.1. O RGANISATION
ET TAILLE DES GÉNOMES NUCLÉAIRES
Le génome eucaryotique est typiquement fragmenté en multiples chromosomes linéaires, contenant chacun une seule molécule d’ADN. Cette
particularité est certainement liée au fait que la
taille moyenne des génomes eucaryotiques, exprimée en paires de bases totales, est très supérieure
à celle connue chez les Procaryotes.
La figure 4.17 montre que la taille des génomes
augmente assez régulièrement à mesure que l’on
s’avance dans l’échelle de complexité évolutive
des Eucaryotes. Les plus simples d’entre eux,
comme la levure de bière, contiennent dans leur
noyau à peine 4 fois plus d’ADN que E. coli, soit
1,6.10
7
paires de bases contre 4,6.10
6
. À l’opposé
de ces valeurs, on note que certains organismes
contiennent dans leur génome haploïde (pour normaliser les comparaisons exprimant la complexité
du génome ; on parle alors de valeur c ) jusqu’à
1,3.10
11
paires de bases ! On trouve ceci chez les
Plantes à fleurs (Monocotylédones), certaines fougères et quelques Poissons (Dipneustes). Il existe
donc quatre ordres de grandeur entre les valeurs
extrêmes rencontrées chez l’ensemble des
Eucaryotes ; ceci est compréhensible car la complexification des organismes nécessite un nombre
de plus en plus élevé de gènes. Cet accroissement
a permis tout d’abord de passer de l’état unicellulaire à l’état pluricellulaire, puis d’acquérir les différenciations multiples nécessaires pour assurer
des fonctions diversifiées : locomotion, fonctions
de nutrition et de relation chez les Animaux, par
exemple, ainsi que la reproduction sexuée.
Cependant, si la tendance générale est à l’augmentation de la quantité d’information au cours
de l’évolution, il faut noter qu’il existe des êtres
vivants, relativement proches du point de vue systématique, chez qui la variabilité de la valeur c est
considérable. Le fait qu’on observe une variation
importante de la taille du génome au sein d’un
groupe végétal ou animal (un facteur 100, dans le
cas des Amphibiens, par exemple), paraît difficilement explicable : un triton ne semble pas 100 fois
plus «compliqué» qu’une grenouille verte ! Un
élément d’évaluation de ce paradoxe vient d’abord
du calcul du nombre de gènes potentiel chez un
Eucaryote complexe ; l’Homme, qui a un génome
de 3,3.10
9
paires de bases, posséderait, sur la base
Figure 4.17
Diagramme représentant la variation des tailles des génomes des êtres vivants
Quelques exemples précis, cités dans le texte, sont mentionnés. (Échelle donnée en paires de bases)
Arabidopsis
MAMMIFÈRES
OISEAUX
REPTILES
AMPHIBIENS
POISSONS CARTILAGINEUX
POISSONS OSSEUX
MOLLUSQUES
INSECTES
CHAMPIGNONS
BACTÉRIES
haricot
lys
Homme
grenouille
dipneuste
triton
requin
levure
mycoplasme
Streptomyces
drosophile
E. coli
10
5
10
6
10
7
10
8
10
9
10
10
10
11
VÉGÉTAUX
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
7.3.1. O RGANISATION
ET TAILLE DES GÉNOMES NUCLÉAIRES
Le génome eucaryotique est typiquement fragmenté en multiples chromosomes linéaires, contenant chacun une seule molécule d’ADN. Cette
particularité est certainement liée au fait que la
taille moyenne des génomes eucaryotiques, exprimée en paires de bases totales, est très supérieure
à celle connue chez les Procaryotes.
La figure 4.17 montre que la taille des génomes
augmente assez régulièrement à mesure que l’on
s’avance dans l’échelle de complexité évolutive
des Eucaryotes. Les plus simples d’entre eux,
comme la levure de bière, contiennent dans leur
noyau à peine 4 fois plus d’ADN que E. coli, soit
1,6.10
7
paires de bases contre 4,6.10
6
. À l’opposé
de ces valeurs, on note que certains organismes
contiennent dans leur génome haploïde (pour normaliser les comparaisons exprimant la complexité
du génome ; on parle alors de valeur c ) jusqu’à
1,3.10
11
paires de bases ! On trouve ceci chez les
Plantes à fleurs (Monocotylédones), certaines fougères et quelques Poissons (Dipneustes). Il existe
donc quatre ordres de grandeur entre les valeurs
extrêmes rencontrées chez l’ensemble des
Eucaryotes ; ceci est compréhensible car la complexification des organismes nécessite un nombre
de plus en plus élevé de gènes. Cet accroissement
a permis tout d’abord de passer de l’état unicellulaire à l’état pluricellulaire, puis d’acquérir les différenciations multiples nécessaires pour assurer
des fonctions diversifiées : locomotion, fonctions
de nutrition et de relation chez les Animaux, par
exemple, ainsi que la reproduction sexuée.
Cependant, si la tendance générale est à l’augmentation de la quantité d’information au cours
de l’évolution, il faut noter qu’il existe des êtres
vivants, relativement proches du point de vue systématique, chez qui la variabilité de la valeur c est
considérable. Le fait qu’on observe une variation
importante de la taille du génome au sein d’un
groupe végétal ou animal (un facteur 100, dans le
cas des Amphibiens, par exemple), paraît difficilement explicable : un triton ne semble pas 100 fois
plus «compliqué» qu’une grenouille verte ! Un
élément d’évaluation de ce paradoxe vient d’abord
du calcul du nombre de gènes potentiel chez un
Eucaryote complexe ; l’Homme, qui a un génome
de 3,3.10
9
paires de bases, posséderait, sur la base
Figure 4.17
Diagramme représentant la variation des tailles des génomes des êtres vivants
Quelques exemples précis, cités dans le texte, sont mentionnés. (Échelle donnée en paires de bases)
Arabidopsis
MAMMIFÈRES
OISEAUX
REPTILES
AMPHIBIENS
POISSONS CARTILAGINEUX
POISSONS OSSEUX
MOLLUSQUES
INSECTES
CHAMPIGNONS
BACTÉRIES
haricot
lys
Homme
grenouille
dipneuste
triton
requin
levure
mycoplasme
Streptomyces
drosophile
E. coli
10
5
10
6
10
7
10
8
10
9
10
10
10
11
VÉGÉTAUX