chapitre 21 Les génomes et leur évolution 505
éléments transposables. Au cours du processus appelé
transposition, un élément transposable se déplace d’un site
dans l’ADN d’une cellule vers un site cible différent grâce à un
type de processus de recombinaison. On appelle parfois les éléments transposables « gènes sauteurs », mais il faut se rappeler
qu’ils ne se séparent jamais complètement de l’ADN de la cellule. Au contraire, les sites d’origine et les nouveaux sites de
l’ADN sont rapprochés par des enzymes et d’autres protéines
qui replient l’ADN.
La première démonstration de l’existence de tels segments
d’ADN mobiles a été fournie par la généticienne américaine
Barbara McClintock pendant qu’elle effectuait des expériences
de croisement sur le maïs (Zea mays) au cours des années 1940
et de la décennie suivante (figure 21.8). Alors qu’elle étudiait
des plants de maïs sur plusieurs générations, la scientifique a
relevé des changements dans la couleur des grains qui ne pouvaient s’expliquer que par l’existence d’éléments génétiques
mobiles. Ces éléments génétiques influeraient sur les gènes de
la couleur des grains à partir d’autres emplacements dans le
génome, interrompant les gènes de sorte que la couleur du
grain était changée. La découverte de Barbara McClintock a été
reçue avec beaucoup de scepticisme et a été pratiquement
oubliée à l’époque. Ses travaux minutieux et ses idées visionnaires ont finalement été confirmés de nombreuses années
plus tard lorsqu’on a trouvé des éléments transposables chez les
Bactéries. En 1983, alors âgée de 81 ans, Barbara McClintock a
reçu un prix Nobel pour ses recherches novatrices.
Le déplacement des transposons et des rétrotransposons
Il existe deux types d’éléments transposables chez les Eu caryotes. Le premier comprend les transposons, qui se
déplacent à l’intérieur d’un génome par l’intermédiaire d’un
ADN. Les transposons peuvent se déplacer grâce à un mécanisme de type « couper-coller », qui enlève l’élément du site
original, ou de type « copier-coller », qui laisse une copie au
site original (figure 21.9). Les deux mécanismes nécessitent
une enzyme appelée transposase et qui est généralement
codée par le transposon.
La plupart des éléments transposables dans les génomes
eucaryotes sont du second type, les rétrotransposons, qui
sont transportés à l’intérieur du génome par l’intermédiaire
d’un ARN. Celui-ci est une transcription de l’ADN du rétrotransposon. Les rétrotransposons laissent toujours une copie au
site original au cours de la transposition, étant donné qu’ils
sont initialement transcrits en un intermédiaire d’ARN
(figure 21.10). Pour pouvoir s’introduire dans un autre site,
l’intermédiaire d’ARN doit être reconverti en ADN sous l’action
d’une transcriptase inverse, une enzyme encodée dans le rétrotransposon. (La transcriptase inverse est également encodée par
des rétrovirus, comme vous l’avez appris au chapitre 19. En
fait, il est possible que les rétrovirus descendent de rétrotransposons.) Une autre enzyme cellulaire catalyse l’insertion à un
nouveau site de l’ADN reconverti par la transcriptase inverse.
Les séquences apparentées aux éléments transposables
Une multitude d’exemplaires d’éléments transposables et de
séquences qui leur sont apparentées sont dispersés dans l’ensemble du génome eucaryote. Une seule de ces unités est
habituellement longue de plusieurs centaines, voire de milliers
de paires de bases. Les « copies » dispersées sont semblables,
mais généralement non identiques. Certaines d’entre elles
sont des éléments transposables capables de se déplacer ; les
m Figure 21.8 L’effet des éléments transposables sur la couleur
de grains de maïs. Barbara McClintock a été la première à proposer le
concept d’éléments génétiques mobiles après avoir observé des bigarrures
dans la couleur de grains de maïs (à droite).
ADN du
génome
Transposon
Transposon mobile
Le transposon
est copié
Nouvelle copie
du transposon
Insertion
m Figure 21.9 Le déplacement des transposons. Le déplacement
des transposons soit par un mécanisme « couper-coller », soit par un
mécanisme « copier-coller » (illustré ici) fait intervenir un intermédiaire
d’ADN bicaténaire qui est inséré dans le génome.
En quoi cette figure serait-elle différente si elle illustrait le mécanisme
« couper-coller » ?
?
Transcriptase
inverse
ARN
Rétrotransposon
Nouvelle copie
du rétrotransposon
Formation d’un
intermédiaire d’ARN
monocaténaire
Insertion
m Figure 21.10 Le déplacement des rétrotransposons.
Le dépla cement commence par la formation d’un intermédiaire d’ARN
monocaténaire. Le reste des étapes est essentiellement identique à une
partie du cycle de réplication des rétrovirus (voir la figure 19.8, p. 450).
éléments transposables. Au cours du processus appelé
transposition, un élément transposable se déplace d’un site
dans l’ADN d’une cellule vers un site cible différent grâce à un
type de processus de recombinaison. On appelle parfois les éléments transposables « gènes sauteurs », mais il faut se rappeler
qu’ils ne se séparent jamais complètement de l’ADN de la cellule. Au contraire, les sites d’origine et les nouveaux sites de
l’ADN sont rapprochés par des enzymes et d’autres protéines
qui replient l’ADN.
La première démonstration de l’existence de tels segments
d’ADN mobiles a été fournie par la généticienne américaine
Barbara McClintock pendant qu’elle effectuait des expériences
de croisement sur le maïs (Zea mays) au cours des années 1940
et de la décennie suivante (figure 21.8). Alors qu’elle étudiait
des plants de maïs sur plusieurs générations, la scientifique a
relevé des changements dans la couleur des grains qui ne pouvaient s’expliquer que par l’existence d’éléments génétiques
mobiles. Ces éléments génétiques influeraient sur les gènes de
la couleur des grains à partir d’autres emplacements dans le
génome, interrompant les gènes de sorte que la couleur du
grain était changée. La découverte de Barbara McClintock a été
reçue avec beaucoup de scepticisme et a été pratiquement
oubliée à l’époque. Ses travaux minutieux et ses idées visionnaires ont finalement été confirmés de nombreuses années
plus tard lorsqu’on a trouvé des éléments transposables chez les
Bactéries. En 1983, alors âgée de 81 ans, Barbara McClintock a
reçu un prix Nobel pour ses recherches novatrices.
Le déplacement des transposons et des rétrotransposons
Il existe deux types d’éléments transposables chez les Eu caryotes. Le premier comprend les transposons, qui se
déplacent à l’intérieur d’un génome par l’intermédiaire d’un
ADN. Les transposons peuvent se déplacer grâce à un mécanisme de type « couper-coller », qui enlève l’élément du site
original, ou de type « copier-coller », qui laisse une copie au
site original (figure 21.9). Les deux mécanismes nécessitent
une enzyme appelée transposase et qui est généralement
codée par le transposon.
La plupart des éléments transposables dans les génomes
eucaryotes sont du second type, les rétrotransposons, qui
sont transportés à l’intérieur du génome par l’intermédiaire
d’un ARN. Celui-ci est une transcription de l’ADN du rétrotransposon. Les rétrotransposons laissent toujours une copie au
site original au cours de la transposition, étant donné qu’ils
sont initialement transcrits en un intermédiaire d’ARN
(figure 21.10). Pour pouvoir s’introduire dans un autre site,
l’intermédiaire d’ARN doit être reconverti en ADN sous l’action
d’une transcriptase inverse, une enzyme encodée dans le rétrotransposon. (La transcriptase inverse est également encodée par
des rétrovirus, comme vous l’avez appris au chapitre 19. En
fait, il est possible que les rétrovirus descendent de rétrotransposons.) Une autre enzyme cellulaire catalyse l’insertion à un
nouveau site de l’ADN reconverti par la transcriptase inverse.
Les séquences apparentées aux éléments transposables
Une multitude d’exemplaires d’éléments transposables et de
séquences qui leur sont apparentées sont dispersés dans l’ensemble du génome eucaryote. Une seule de ces unités est
habituellement longue de plusieurs centaines, voire de milliers
de paires de bases. Les « copies » dispersées sont semblables,
mais généralement non identiques. Certaines d’entre elles
sont des éléments transposables capables de se déplacer ; les
m Figure 21.8 L’effet des éléments transposables sur la couleur
de grains de maïs. Barbara McClintock a été la première à proposer le
concept d’éléments génétiques mobiles après avoir observé des bigarrures
dans la couleur de grains de maïs (à droite).
ADN du
génome
Transposon
Transposon mobile
Le transposon
est copié
Nouvelle copie
du transposon
Insertion
m Figure 21.9 Le déplacement des transposons. Le déplacement
des transposons soit par un mécanisme « couper-coller », soit par un
mécanisme « copier-coller » (illustré ici) fait intervenir un intermédiaire
d’ADN bicaténaire qui est inséré dans le génome.
En quoi cette figure serait-elle différente si elle illustrait le mécanisme
« couper-coller » ?
?
Transcriptase
inverse
ARN
Rétrotransposon
Nouvelle copie
du rétrotransposon
Formation d’un
intermédiaire d’ARN
monocaténaire
Insertion
m Figure 21.10 Le déplacement des rétrotransposons.
Le dépla cement commence par la formation d’un intermédiaire d’ARN
monocaténaire. Le reste des étapes est essentiellement identique à une
partie du cycle de réplication des rétrovirus (voir la figure 19.8, p. 450).