502 trOiSiÈMe partie La génétique
et les interactions des composantes des systèmes génétiques,
plus nous approfondirons notre compréhension des organismes entiers. Dans le reste du présent chapitre, nous passerons en revue ce que les études génomiques nous ont
appris jusqu’à maintenant.
retour sur le ConCept 21.2
1. Quel rôle joue Internet dans la recherche actuelle
en génomique et en protéomique ?
2. Expliquez les avantages de l’approche de la biologie
des systèmes pour étudier le cancer par rapport
à l’approche de l’étude d’un seul gène à la fois.
3. FaItes des lIens Le projet pilote ENCODE a
montré que plus de 90 % de la région génomique
à l’étude a été transcrite en ARN, beaucoup plus
que ce qui peut être attribuable aux gènes qui
codent pour des protéines. Revoyez le concept 18.3
(p. 421 à 424) et proposez quelques rôles que
peuvent jouer ces ARN.
4. FaItes des lIens Au concept 20.2 (p. 476),
vous avez pris connaissance des études d’association
sur l’ensemble du génome. Expliquez comment
ces études utilisent l’approche de la biologie
des systèmes.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
21.3
La taille, le nombre de gènes et
la densité génique des génomes varient
Au début de 2010, les scientifiques avaient séquencé environ
1 200 génomes et ils avaient entrepris le séquençage de plus de
5 500 génomes et de plus de 200 métagénomes. Dans le groupe
des génomes complètement séquencés, il y a environ 1 000 Bactéries et 80 Archées. Parmi les 124 espèces eucaryotes du groupe,
on compte des Vertébrés, des Invertébrés, des Protistes, des
Eumycètes et des Végétaux. Les séquences génomiques accumulées renferment une mine d’informations qu’on commence
maintenant à exploiter. Qu’avons-nous appris de la comparaison des génomes séquencés ? Dans la présente section, nous étudierons des caractéristiques du génome : la taille, le nombre de
gènes et la densité génique. Parce que ces caractéristiques sont
tellement disparates, nous nous concentrerons sur les tendances
générales, pour lesquelles il y a souvent des exceptions.
La taille des génomes
La comparaison des trois domaines (Bactéries, Archées et
Eucaryotes) révèle une différence générale dans la taille du
génome des Procaryotes et celle des Eucaryotes (tableau 21.1).
Malgré quelques exceptions, la plupart des génomes bactériens
comportent entre 1 et 6 millions de paires de bases (Mb) ; le
génome d’E. coli, par exemple, possède 4,6 Mb. Les génomes
des Archées se situent, pour la plupart, dans l’intervalle de
dimensions des génomes bactériens. (Souvenez-vous, cependant, que beaucoup moins de génomes des Archées ont été
complètement séquencés, de sorte que ce portrait pourrait
changer.) Les génomes eucaryotes tendent à être plus imposants : le génome de la levure unicellulaire Saccharomyces cerevisiae (un Eumycète) comporte environ 12 Mb, alors que celui
de la majorité des Animaux et des Végétaux, qui sont des
multicellulaires, compte au moins 100 Mb. Il y a 165 Mb dans
le génome de la drosophile, et 3 000 dans le génome humain,
soit de 500 à 3 000 fois plus que dans une Bactérie typique.
À l’exclusion de cette différence générale entre les Procaryotes et les Eucaryotes, une comparaison de la taille des
génomes chez les Eucaryotes ne réussit pas à révéler une relation systématique entre la taille du génome et le phénotype de
l’organisme. Par exemple, le génome de la fritillaire (Fritillaria
assyriaca), une plante à fleurs de la famille des liliacées, contient
124 milliards de paires de bases (124 000 Mb), soit environ
tableau 21.1 La taille du génome et le nombre estimé de gènes*
Organisme
Taille du
génome
haploïde
(Mb)
Nombre
de gènes
Gènes
par Mb
Bactéries
Haemophilus influenzae
Escherichia coli
1,8
4,6
1 700
4 400
940
950
Archées
Archaeglobus fulgidus
Methanosarcina barkeri
2,2
4,8
2 500
3 600
1 130
750
Eucaryotes
Saccharomyces cerevisiae
(levure, un Eumycète)
Caenorhabditis elegans
(nématode)
Arabidopsis thaliana
(plante de la famille
moutarde)
Drosophila melanogaster
(drosophile)
Oryza sativa (riz)
Zea mays (maïs)
Mus musculus
(souris commune)
Ailuropoda melanoleuca
(panda géant)
Homo sapiens (humain)
Fritillaria assyriaca
(plante de la famille
des liliacées)
12
100
120
165
430
2 300
2 600
2 400
3 000
124 000
6 300
20 100
27 000
13 700
42 000
32 000
22 000
21 000
< 21 000
AD
525
200
225
83
98
14
11
9
7
AD
* Certaines valeurs présentées dans le tableau pourraient être modifiées à mesure
que l’analyse des génomes se poursuit. Mb : million de paires de bases ou
mégabase ; AD : aucune donnée.
et les interactions des composantes des systèmes génétiques,
plus nous approfondirons notre compréhension des organismes entiers. Dans le reste du présent chapitre, nous passerons en revue ce que les études génomiques nous ont
appris jusqu’à maintenant.
retour sur le ConCept 21.2
1. Quel rôle joue Internet dans la recherche actuelle
en génomique et en protéomique ?
2. Expliquez les avantages de l’approche de la biologie
des systèmes pour étudier le cancer par rapport
à l’approche de l’étude d’un seul gène à la fois.
3. FaItes des lIens Le projet pilote ENCODE a
montré que plus de 90 % de la région génomique
à l’étude a été transcrite en ARN, beaucoup plus
que ce qui peut être attribuable aux gènes qui
codent pour des protéines. Revoyez le concept 18.3
(p. 421 à 424) et proposez quelques rôles que
peuvent jouer ces ARN.
4. FaItes des lIens Au concept 20.2 (p. 476),
vous avez pris connaissance des études d’association
sur l’ensemble du génome. Expliquez comment
ces études utilisent l’approche de la biologie
des systèmes.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
21.3
La taille, le nombre de gènes et
la densité génique des génomes varient
Au début de 2010, les scientifiques avaient séquencé environ
1 200 génomes et ils avaient entrepris le séquençage de plus de
5 500 génomes et de plus de 200 métagénomes. Dans le groupe
des génomes complètement séquencés, il y a environ 1 000 Bactéries et 80 Archées. Parmi les 124 espèces eucaryotes du groupe,
on compte des Vertébrés, des Invertébrés, des Protistes, des
Eumycètes et des Végétaux. Les séquences génomiques accumulées renferment une mine d’informations qu’on commence
maintenant à exploiter. Qu’avons-nous appris de la comparaison des génomes séquencés ? Dans la présente section, nous étudierons des caractéristiques du génome : la taille, le nombre de
gènes et la densité génique. Parce que ces caractéristiques sont
tellement disparates, nous nous concentrerons sur les tendances
générales, pour lesquelles il y a souvent des exceptions.
La taille des génomes
La comparaison des trois domaines (Bactéries, Archées et
Eucaryotes) révèle une différence générale dans la taille du
génome des Procaryotes et celle des Eucaryotes (tableau 21.1).
Malgré quelques exceptions, la plupart des génomes bactériens
comportent entre 1 et 6 millions de paires de bases (Mb) ; le
génome d’E. coli, par exemple, possède 4,6 Mb. Les génomes
des Archées se situent, pour la plupart, dans l’intervalle de
dimensions des génomes bactériens. (Souvenez-vous, cependant, que beaucoup moins de génomes des Archées ont été
complètement séquencés, de sorte que ce portrait pourrait
changer.) Les génomes eucaryotes tendent à être plus imposants : le génome de la levure unicellulaire Saccharomyces cerevisiae (un Eumycète) comporte environ 12 Mb, alors que celui
de la majorité des Animaux et des Végétaux, qui sont des
multicellulaires, compte au moins 100 Mb. Il y a 165 Mb dans
le génome de la drosophile, et 3 000 dans le génome humain,
soit de 500 à 3 000 fois plus que dans une Bactérie typique.
À l’exclusion de cette différence générale entre les Procaryotes et les Eucaryotes, une comparaison de la taille des
génomes chez les Eucaryotes ne réussit pas à révéler une relation systématique entre la taille du génome et le phénotype de
l’organisme. Par exemple, le génome de la fritillaire (Fritillaria
assyriaca), une plante à fleurs de la famille des liliacées, contient
124 milliards de paires de bases (124 000 Mb), soit environ
tableau 21.1 La taille du génome et le nombre estimé de gènes*
Organisme
Taille du
génome
haploïde
(Mb)
Nombre
de gènes
Gènes
par Mb
Bactéries
Haemophilus influenzae
Escherichia coli
1,8
4,6
1 700
4 400
940
950
Archées
Archaeglobus fulgidus
Methanosarcina barkeri
2,2
4,8
2 500
3 600
1 130
750
Eucaryotes
Saccharomyces cerevisiae
(levure, un Eumycète)
Caenorhabditis elegans
(nématode)
Arabidopsis thaliana
(plante de la famille
moutarde)
Drosophila melanogaster
(drosophile)
Oryza sativa (riz)
Zea mays (maïs)
Mus musculus
(souris commune)
Ailuropoda melanoleuca
(panda géant)
Homo sapiens (humain)
Fritillaria assyriaca
(plante de la famille
des liliacées)
12
100
120
165
430
2 300
2 600
2 400
3 000
124 000
6 300
20 100
27 000
13 700
42 000
32 000
22 000
21 000
< 21 000
AD
525
200
225
83
98
14
11
9
7
AD
* Certaines valeurs présentées dans le tableau pourraient être modifiées à mesure
que l’analyse des génomes se poursuit. Mb : million de paires de bases ou
mégabase ; AD : aucune donnée.