Cours 9

Question 1

Qu’est ce qu’une relation phylogénétique?

Answer 1

Représentation de l’évolution des êtres vivant à partir de leur ancêtre commun

Question 2

Définition polymorphisme et substitution:

Answer 2

-mutation variable au sein d’une espèce

-mutation qui est différente entre les espèces. Ex: une différence fixée

Question 3

À environ combien de % sommes nous différents des chimpanzés au niveau de la séquence nucléotidique?

Answer 3

-Environ 1%
D’une manière ou d’une autre, ces différences expliquent nos différences phénotypiques

Question 4

Reconstruction phylogénétique:

Answer 4

-les espèces dont les séquences génomiques sont plus similaires partagent probablement un ancêtre commun plus récent que les espèces avec plus de différences de séquence

Question 5

Quelle est la relation entre les humains, les chimpanzés et les gorilles?

Answer 5

-Avant les études moléculaires, on pensait que les chimpanzés et les gorilles étaient plus étroitement liés entre eux que chacun ne l’était aux humains
-Divergence des séquences nucléotidiques entre l’homme et le chimpanzé = environ 1,37%
Divergence des séquences nucléotidiques entre l’homme et le gorille, et entre le chimpanzé et le gorille = environ 1,75%
*Ainsi les humains et les chimpanzés sont plus étroitement liés entre eux que chacune de ces espèces ne l’est au gorille

Question 6

Cependant environ 30% des régions du génome, soit les humains et les gorilles sont plus similaires entre eux que chacun ne l’est aux chimpanzés, soit les chimpanzés et les gorilles sont plus similaires entre eux que chacun ne l’est aux humains. Pourquoi?

Answer 6

-Cela est dû à un tri incomplet de la variation des haplotypes qui était présente dans l’ancêtre commun des trois espèces et qui a persisté jusqu’à la divergence des lignées humaine/chimpanzé
*Cette caractéristique souligne la très courte période de temps entre ces évènements de spéciation

Question 7

Arbre génique vs arbre des espèces

Answer 7

-Arbre des espèces: est un autre nom pour la phylogénie (mesure de l’histoire partagée et de l’histoire séparée pour deux espèces quelconques)
Nous montre le schéma global - les espèces qui partagent une pop ancestrale commune récente ou pas
-Arbre génique: les gènes individuels peuvent avoir une histoire différente au sein des espèces quand ils se séparent les uns des autres
Besoin d’examiner les phylogénies pour les gènes individuels -‘arbre génique’

Question 8

Tri incomplet dans les lignées:

Answer 8

-Multiples allèles dans le dernier ancêtre commun
-Les allèles ont une histoire évolutive
-Les allèles ne persistent pas entièrement dans tous les descendants
-Les deux parents les plus proches (chimp et humain) n’ont pas les deux allèles les + étroitement liés, ils ont des allèles plus distants

Question 9

Le gorille n’est pas le meilleur groupe externe pour les différences humaines/chimpanzés. Quels espèces le sont?

Answer 9

-Les génomes d’orang-outan et de macaque rhésus sont mieux adaptés pour étudier le génome humain, ont été séquencé avant le gorille

Question 10

Ration dN/ds:

Answer 10

Pour identifier les différences de séquence potentiellement importantes.
-Non synonyme = changement acide aminés, potentiellement significatifs sur le plan fonctionnel
-Synonyme = pas changement acide aminé, présumément neutres, pas d’effet sur la fitness
-dN/ds = taux N/taux S:
< 1 cohérent avec sélection purificatrice
~ 1 cohérent avec une évolution neutre
> 1 cohérent avec une sélection directionnelle

Question 11

En moyenne approximative dans les régions codantes des gènes quel ration des changements possibles sont non synonymes?

Answer 11

3/4

Question 12

Les mutations non synonymes et synonymes se produisent aux mêmes taux, mais elles ne deviennent pas fixes au même taux. Le ration des taux de fixation peut donc nous renseigner sur quoi?

Answer 12

l’histoire des pressions de sélection sur le gène
-de nombreuses mutations non synonymes sont délétères (met vie en danger). Occasionnellement, elles peuvent être adaptatives
-la plupart des mutations synonymes sont neutres par rapport à fitness

Question 13

Exemple de calcul du ration dN/dS
Si on a 5 fixations non synonyme et que cet exon a 74 sites non synonymes et 1 fixation synonyme et que l’exon a 25 sites synonymes:

Answer 13

dN = 5/74 = 0,0675
dS = 1/25 = 0,04
dN/dS = 1,69

Question 14

L’identification des signaux de sélection positive est limités à quoi?

Answer 14

Aux cas de substitutions adaptatives répétées d’acides aminés au même gène

Question 15

Que crée une mutation dans le gène FOXP2?

Answer 15

Un trouble du langage frappant
les individus touchés ont une intelligence normale et peuvent parler, mais ils sont incapables de former des phrases complexes
-maladie dominante autosomique (1 gène anormal provenant d’un seul ds parents est suffisant)
-pas affecté R ou G et affecté R/H ou G/A

Question 16

FOXP2 chez souris?

Answer 16

Observe changement aux niveaux de leur neurone et dans leurs vocalisations

Question 17

Hypothèse de pourquoi les Néandertaliens se sont éteints?

Answer 17

-Le langage, théorie de la voix aigue des Néandertaliens

Question 18

Que trouve t’on dans l’analyse des séquences FOXP2 dans le génome néandertalien?

Answer 18

-Les Néandertaliens partagent les substitutions non synonymes dérivées des humains

Question 19

Pour quoi code le gène SEMG2?

Answer 19

-Code pour une protéine qui est un composant structural du coagulum du sperme ex: bouchon copulatoire
-Relation entre le système d’accouplement et la tailles des testicules /du corps chez les primates

Question 20

Avantage d’une plus grande production de sperme dans quels systèmes?

Answer 20

Les systèmes multi-mâles/multi-femelles
-Une plus grande compétition spermatique en général - forte pression sélective et potentiel pour une évolution adaptative

Question 21

Y a t’il des valeurs dN/dS spécifiques à la lignée pour le gène SEMG2?

Answer 21

Oui
-Des valeurs élevées de dN/dS dans plusieurs lignées, certaines particulièrement élevées, 3.15 (chimpanzé)
-dN/dS plus bas chez le gorille
-des valeurs plus élevés pour les espèces avec plus de polyandrie (compétition spermatique plus élevée)

Question 22

Qu’est ce que la polyandrie?

Answer 22

Le fait pour une femme d’avoir plusieurs maris

Question 23

Le dN/dS spécifique à la lignée est également corrélé avec quoi?

Answer 23

-La coagulation du sperme et la taille des testicules

Question 24

Que trouve t’on dans la recherche à l’échelle du génome pour la sélection?

Answer 24

-733 gènes avec dN/dS > 1 dans la lignée humaine, mais seulement 35 de manière significative
-Enrichissements significatifs pour les gènes impliqués dans le syst immunitaire (5 gènes), la perception sensorielle (4 récepteurs olfactifs) et la reproduction masculine (spermatogenèse - 7 gènes)

Question 25

D’après l’analyse combinée des duplications/suppressions et des pseudogènes de combien de gènes les humains et les chimpanzés diffèrent t’ils?

Answer 25

D’au moins 1 418 des 22 000 gènes examinés

Question 26

Pseudogénisation: MYH16

Answer 26

-Un gène de myosine sarcomérique
-Pseudogénisés slmt chez les humains
-Les protéines de myosine facilitent la contraction musculaire

Question 27

La réduction des muscles masticateurs (et la perte de MYH16) est elle associé à la cuisson des aliments?

Answer 27

-Les Néandertaliens et les Dénisoviens partagent l’indel par frameshift humain - la mutation s’est produite avant la divergence de ces lignées

Question 28

Vrai ou faux: Probablement une grande importance des substitutions régulatrices sans l’évolution humaine

Answer 28

Vrai
difficile à étudier nous ne connaissons pas très bien le code
aussi difficile d’identifier les situations ou il y a plus de mutations régulatrices que prévu sous la neutralité
*Jusqu’à présent, il a été plus facile d’identifier une évolution régulatrice adaptative potentielle
dans quelques rares types de situations extrêmes.

Question 29

Éléments ultraconservés:

Answer 29

481 segments d’ADN > 200 pb qui sont conservés à 100% entre les génomes humain, souris et rat.
La plupart sont également conservés chez le chien et le poulet, voire même chez les poissons.

Question 30

Que serait une stratégie intéressante pour les éléments ultraconservés?

Answer 30

Identifier les éléments qui sont ultraconservés chez les chimpanzés et d’autres mammifères mais pas chez les humains - et pour lesquels le taux de substitution chez les humains est plus élevé que prévu sous la neutralité

Question 31

Base moléculaire des différences humain-chimpanzé: limites de ce domaine de recherche

Answer 31

1 % de divergence nucléotidique entre humains et chimpanzés équivaut à environ 30 000 000 de substitutions.
~15 000 000 sur chaque lignée. Beaucoup d’opportunités pour des changements fonctionnels.

Les substitutions régulatrices sont probablement importantes, mais il est difficile d’identifier celles ayant une importance fonctionnelle potentielle ou celles qui ont évolué en raison de la sélection positive.

Une seule substitution dans une région codante d’un gène (ou une région régulatrice) peut avoir à elle seule des effets énormes, sans autres substitutions dans le même gène/région. Même dN/dS et des méthodes similaires ne l’identifieraient pas.

Très difficile d’établir un lien entre les changements et la fonction.
Les phénotypes peuvent refléter l’accumulation de substitutions à travers de nombreux gènes.

Considérations éthiques avec les primates non humains et d’autres expériences sur les modèles animaux.

Question 32

De nombreuses variantes uniques à des humains pourraient ne pas être uniques. Pourquoi?

Answer 32

Le séquençage de 233 espèces de primates révèle que 63% des changemens non synonyme que nous pensions etre unique à l’homme se produisent en fait dans au moins une autre espèce de primate et 55% dans plus de deux espèces

Question 33

Déf épigénétique

Answer 33

Changements dans l’expression génique d’une cellule qui n’impliquent pas de modifier son code ADN

Question 34

Formation des chromosomes:

Answer 34

Chromatine emballé ensemble pour former des paires de chromosomes

Question 35

Pendant l’interphase, l’ADN prend deux formes:

Answer 35

-Hétérochromatine: étroitement enroulée (économie d’espace), régions non transcriptionnellement actives (la machinerie de transcription et les facteurs ne peuvent pas y pénétrer)
-Euchromatine: enroulement lâche, gène transcriptionnellement actifs à proximité

Question 36

Caractéristiques de l’euchromatine et de l’hétérochromatine en interphase:

Answer 36

1.Les régions d’euchromatine et d’hétérochromatine peuvent être différentes d’une cellules à l’autre et d’un type cellulaire à l’autre
2.Pendant interphase, euchromatine se trouve généralement au milieu de la cellule, et hétérochromatine est limité près des parois cellulaires
3.On pense que cette organisation facilite la régulation des gènes et le fonctionnement général de la cellule

Question 37

Les mammifères sont très sensibles aux stimuli environnementaux pendant dév et ces expériences ont des conséquences à long terme. Ex de stimuli:

Answer 37

-Dispo des ressources et régime alimentaire
-Présence maternelle/paternelle
-Intégration sociale
-Statut social
-Nutrition maternelle
-Contact physique et attention

Question 38

Qu’est ce que la méthylation de l’ADN?

Answer 38

Ajout covalent d’un groupe méthyle à une base cytosine. Bloque le début de la transcription

Question 39

Les changements dans la régulation des gènes (méthylation de l’ADN) peuvent relier les enviro précoces aux phénotypes adultes:

Answer 39

1) La méthylation de l’ADN joue un rôle majeur dans la régulation des gènes
2) Ces marques sont largement établies pendant dév
3) Elles répondent aux influences enviro pendant cette période
4) Et elles sont très stables à travers les divisions cellulaires tout au long de la vie de l’organisme

Question 40

Chez les mammifères, la méthylation de l’ADN se produit principalement au niveau de quels sites?

Answer 40

-Au niveau des sites CG. Ces séquences dinucléotidiques sont largement appauvries dans le génome des mammifères mais fortement enrichies dans les promoteurs et les éléments régulateurs

Question 41

Qu’est ce que la méthylation de l’ADN peut influencer?

Answer 41

-l’expression des gènes voisins et potentiellement entrainer des différences dans la qté de gène produite
-Différences dans les phénotypes des organismes

Question 42

La méthylation de l’île CpG du TSS est associé à quoi?

Answer 42

Un silence à long terme
Ex: inactivation du chromosome X, l’imprégnation