Gènes du développement et évolution biologique : la drosophile (insecte, arthropode)

 

Le complexe des gènes homéotiques chez la Drosophile

  • Ce sont des gènes responsables de l'identité des différentes parties du corps suivant l'axe antéro-postérieur. Ils sont situés sur le chromosome n°3. Toutes les cellules de l'organisme les possèdent mais ils ne sont actifs que dans une région précise, déterminée. 
  • les gènes sont disposés sur le chromosome n°3 dans l'ordre où sont disposées les régions du corps dont ils commandent le développement. 
  • Un gène homéotique spécifiant une région du corps empêche l'expression du gène disposé antérieurement (et spécifiant une région antérieure du corps) ; exemple: le gène "Ubx" empêche l'expression du gène "Antp" dans le 3ème segment thoracique qu' "Ubx" spécifie. 
  • Mutation des gènes homéotiques : les mutations peuvent provoquer soit un surcroît d'activité du gène (=gain de fonction) soit une diminution plus ou moins complète d'activité (= perte de fonction). Exemple : la perte de fonction du gène qui  spécifie le premier segment abdominal (gène "abdA") entraîne l'apparition d'une 4ème paire de patte ; A l'inverse, une mutation "gain de fonction" du gène "Antp" fait qu'il s'exprime là où il ne pouvait le faire, dans les cellules de la tête et est à l'origine de pattes qui se développent à la place des antennes. 

Le phénotype mutant "mouche à 4 ailes"chez la drosophile

  • Ce phénotype (mouche de droite) résulte de mutations du gène "Ubx" (= gène ultrabithorax). Notons que chez les insectes, l'état "2 ailes" est dérivé et l'état "4 ailes" est ancestral. 
  • Au cours de l'évolution, on peut supposer que c'est par mutation des gènes homéotiques contrôlant l'identité de chaque segment du thorax que l'apparition du nouveau plan d'organisation "une seule paire d'aile" est apparu. 

 

Le plan d'organisation des insectes

  • Le phénotype des mutants homéotiques de Drosophile, ayant subi des délétions de gènes, est comparé au plan d'organisation des insectes et d'un arthropodes (le Péripate). 
  • Dans la lignée des insectes, les Péripates sont apparus avant les Aptérygotes (Japyx), eux-mêmes antérieurs aux Odonates (Libellule) plus anciens que les Diptères (Mouche).

 

 
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