Les innovations génétiques à l'origine de la formation de nouveaux allèles et gènes Restitution de connaissances type bac

Les allèles sont les différentes versions d'un même gène. De manière très générale, les gènes sont polyalléliques, certains n'ayant que peu d'allèles différents (A, B, O pour le groupe sanguin du système ABO) et d'autres de très nombreux allèles (plusieurs dizaines ou centaines par exemple dans le cas des gènes du SOI pour le système HLA).

Deux allèles d'un même gène ont pour origine un même allèle ancestral, et ils occupent toujours un même locus, c'est-à-dire une même position sur une paire de chromosomes.

La variabilité des gènes provient des mutations, qui sont des erreurs lors de la réplication de l'ADN, préalable à toute division, méiotique comme mitotique. Cette variabilité allélique est, elle-même, à l'origine de la diversité au sein des populations (diversité intraspécifique).

Les mutations sont des facteurs innovants aléatoires sur le plan génétique ; c'est la sélection naturelle qui, en fonction d'une pression sélective exercée par l'environnement, va privilégier ou, au contraire, éliminer un allèle, en fonction des avantages qu'il peut offrir aux individus qui le possèdent, en termes de succès reproductif.

Les mutations, ainsi que cela vient d'être précédemment évoqué, contribuent à la diversification génétique en créant des allèles nouveaux. Mais ceux-ci sont des allèles d'un même gène. Comment se forment les nouveaux gènes ?

Il existe plusieurs possibilités :

• Constitution de familles multigéniques : Certaines protéines (c'est le cas, par exemple, de certaines protéines du sang et du muscle, les globines, chez les vertébrés) ont des structures et des fonctions parfois proches, ce qui suggère une parenté moléculaire, en d'autres termes une origine génétique commune. Ces diverses protéines ne sont pas, pour autant, issues des allèles d'un même gène, mais de gènes distincts, portés sur des loci distincts des chromosomes, voire sur des paires distinctes de chromosomes. À l'origine de la constitution de ces familles multigéniques qui sont des gènes apparentés car issus d'un même gène ancestral, il y a des mécanismes de duplication (ne pas confondre avec la réplication, qui est la copie intégrale de l'ADN précédant les phases de division). Un gène, présent en exemplaire simple, peut être dédoublé, dupliqué (par exemple, du fait d'une recombinaison non homologue) et se trouver en deux exemplaires, côte à côte, sur un même chromosome. Les deux copies du gènes accumulent par la suite des mutations, qui, étant aléatoires, ne les affectent pas de la même manière. Petit à petit, les deux copies du gène deviennent assez différentes et constituent chacune un gène à part entière, avec une fonction propre. Les copies des gènes peuvent ensuite subir des translocations qui les placent sur d'autres chromosomes (cf. schéma ci-après).

• Transferts horizontaux de gènes entre individus, sans qu'il y ait de filiation entre ces individus. Ils peuvent être de la même espèce ou d'espèces distinctes. De tels transferts sont, entre autres, observés chez les bactéries, qui peuvent acquérir des gènes tels que des gènes de résistance à des antibiotiques, par passage d'une petite molécule d'ADN circulaire (un plasmide) d'une bactérie donneuse à une receveuse. Des gènes peuvent également être transférés d'un individu à un autre par l'intermédiaire de virus.