TP nº 10. Les gènes homéotiques chez les animaux, chez
les végétaux.
Les grands groupes d'êtres vivants (vertébrés, insectes…) montrent une disposition
constante des différents organes à l'intérieur d'un même groupe, disposition
que l'on désigne sous le nom de plan d'organisation. On sait d'après les TP
précédents que les caractères héréditaires sont codés sur la molécule d'ADN.
On cherche à trouver le lien entre ADN et plan d'organisation.
- Les gènes homéotiques. Les gènes homéotiques sont des gènes dont
les mutations provoquent des modifications très importantes de la morphologie
des animaux concernés. Les documents ci dessous montrent deux exemples de
souches mutées (antennapedia et bithorax).
Q 1 :En quoi la souche mutée diffère-t-elle de la souche sauvage ? Observer
les échantillons à la loupe binoculaire.
Q 2 :pourquoi peut-on parler de modification du plan d'organisation ?
- Relations entre les gènes homéotiques d'un insecte et d' un vertébré.
On a localisé les différents gènes homéotiques chez la drosophile et chez
différents vertébrés. On a constaté une grande ressemblance entre ces gènes
(leurs séquences de nucléotides sont très semblables. Expérience 1
Le gène labial (lab) est nécessaire à la morphogenèse normale de la tête d'une
mouche. Sa mutation entraîne une anomalie du développement de la tête causant
la mort de l'animal. On dit que la mutation est létale. Or, il a été montré
que la substitution du gène lab muté par le gène Hox.b-1 du poulet restaure
la morphogenèse normale de la tête de la mouche. Expérience 2 Le gène
Hoxb-9 de la souris, inséré par transgénèse chez la drosophile, entraîne la
transformation des antennes en pattes thoraciques. La morphologie obtenue
est la même que celle provoquée par une mutation du gène antennapedia de la
drosophile. Expérience 3 Le gène eyeless de drosophile présente 94%
d'homologie avec le gène Pax6 humain. La mutation de ce gène cause la réduction
voire l'absence complète de l'œil composé de l'insecte. De même chez l'homme,
il existe une mutation appelée " aniridia " qui se caractérise par des yeux
de taille réduite et l'absence d'iris. Enfin, chez la souris, on sait provoquer
la mutation de Pax6 qui inhibe la fonction de ce gène. Cette mutation entraîne
également la réduction du globe oculaire et l'absence d'iris.
Q 3 : que peut-on conclure des expériences 1,2 et 3 sur les gènes homéotiques
de la drosophile et des vertébrés ?
Q 4 : Formuler une hypothèse permettant d'expliquer ce résultat.
