Evolution moléculaire : cours et questions de révision

Résumé

Après avoir rappelé les théories à l'origine des concepts évolutifs, les différentes hypothèses sur l'origine du vivant sont discutées. Ensuite sont présentés les événements moléculaires qui ont permis aux êtres vivants d'acquérir de nouvelles fonctions. Enfin, sont exposées les méthodes issues de la génomique permettant de comparer les espèces entre elles.

Éditeur(s)
- Dunod
Date
- 2005
Notes
- Bibliogr. Glossaire. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 432 p. ; 27 x 20 cm
Collections
- Sciences sup
Sujet(s)
ISBN
- 2-10-006880-6
Indice
- 576.1 Évolution et origines de la vie
Quatrième de couverture
- Évolution moléculaire
  Le séquençage complet d'un grand nombre de génomes, l'amélioration des techniques de biologie moléculaire et l'apport de l'outil informatique ont permis de faire progresser considérablement notre connaissance des processus de l'évolution des organismes vivants.
  Cet ouvrage rassemble les connaissances actuelles de ce domaine. La première partie s'appuie sur les expériences de simulation des conditions de la Terre primitive et sur les découvertes récentes de propriétés catalytiques de certains ARN pour discuter des origines des acides nucléiques. La deuxième partie étudie les mécanismes moléculaires à l'origine de la création de nouveautés génétiques tels que la duplication, l'insertion d'éléments transposables, le brassage d'exons, l'épissage alternatif ainsi que le rôle des pseudogènes et des introns dans l'évolution. La troisième partie est consacrée à la structure et à l'évolution des génomes ainsi qu'à la reconstitution et à la compréhension de l'histoire évolutive des organismes vivants.
  Chaque chapitre se termine par un résumé et des questions de révision dont les corrigés sont disponibles sur le site web de l'éditeur. En fin d'ouvrage, un glossaire récapitule les mots importants.
  Ce manuel s'adresse aux étudiants en 3^e année de Licence (L3) et en Master des Sciences de la Vie, aux étudiants en médecine, aux candidats préparant les concours de l'enseignement (CAPES, agrégation), ainsi qu'aux chercheurs et aux enseignants.
Tables des matières
- - Évolution moléculaire
  - Cours et questions de révision
  - Philippe Luchetta
  - Marie-Christine Maurel
  - Dominique Higuet
  - Michel Vervoort
  - Dunod
  - Préface ¤ Évolution et bricolage moléculaireV
  - HommageVII
  - RemerciementsVIII
  - Avant-proposXV
  - NomenclatureXVI
  - Partie 1
  - Les origines du vivant
  - Chapitre 1 ¤ Les molécules du vivant (M.-C. Maurel) 3
  - 1.1 Introduction3
  - 1.1.1 Qu'est-ce qui est indispensable à la vie ?3
  - 1.1.2 Les briques élémentaires du vivant4
  - 1.2 Les synthèses prébiotiques de monomères12
  - 1.2.1 Les synthèses prébiotiques en laboratoire13
  - 1.2.2 Les surfaces minérales ont pu contribuer à la formation des premières briques du vivant17
  - 1.3 Les synthèses d'oligomères17
  - Résumé 19
  - Questions de révision 20
  - Chapitre 2 ¤ Le monde ARN (M.-C. Maurel) 21
  - 2.1 Le monde ARN « moderne »21
  - 2.2 Les constituants de l'ARN21
  - 2.3 Structures de l'ARN23
  - 2.3.1 La structure secondaire24
  - 2.3.2 La structure tertiaire26
  - 2.4 Distribution phylogénétique des ARNs26
  - 2.4.1 Les trois grandes classes d'ARN27
  - 2.4.2 Autres ARN non codants pour des protéines (ARN - ncp)30
  - 2.4.3 L'ARN de transfert messager34
  - 2.5 Les ribozymes36
  - 2.5.1 Comment cette activité d'épissage a-t-elle été mise en évidence ?37
  - 2.5.2 Quel est le mécanisme chimique de la réaction ?37
  - 2.5.3 La RNase P38
  - 2.5.4 Virus, viroïdes et ARNs satellites39
  - 2.5.5 Le ribosome est un ribozyme42
  - 2.6 Le monde ARN « originel » ?44
  - 2.6.1 Les faits et les hypothèses45
  - 2.6.2 Un monde pré-ARN46
  - 2.6.3 La transition ARN-ADN51
  - Résumé 53
  - Questions de révision 53
  - Partie 2
  - Création de nouveautés génétiques
  - Chapitre 3 ¤ Origine et évolution de nouveaux gènes par duplication (P. Luchetta) 57
  - 3.1 Origine des gènes dupliqués57
  - 3.1.1 Mécanismes d'obtention d'une duplication simple57
  - 3.1.2 Terminologie des gènes dupliqués59
  - 3.1.3 Familles de gènes et de protéines60
  - 3.2 Devenir des copies des gènes dupliqués64
  - 3.2.1 Modèle classique : non-fonction et néo-fonction64
  - 3.2.2 Limitations du modèle classique66
  - 3.2.3 Le modèle DDC67
  - 3.2.4 Évolution concertée70
  - Résumé 73
  - Questions de révision 74
  - Chapitre 4 ¤ Impact des éléments transposables sur les génomes (D. Higuet) 75
  - 4.1 Les différents types d'éléments transposables75
  - 4.1.1 Les éléments de classe I76
  - 4.1.2 Les éléments de classe II79
  - 4.1.3 Classification des éléments transposables81
  - 4.2 Quantification des éléments transposables dans les génomes82
  - 4.3 Régulation de la transposition83
  - 4.3.1 Autorégulation83
  - 4.3.2 Régulation par le génome86
  - 4.4 Impact des éléments transposables sur le génome87
  - 4.4.1 En tant que séquences répétées87
  - 4.4.2 Du fait de leur insertion dans des gènes89
  - 4.4.3 Du fait de leur recrutement par le génome96
  - Résumé 100
  - Questions de révision 101
  - Chapitre 5 ¤ Évolution de la structure des gènes par brassage d'exons (P. Luchetta) 103
  - 5.1 Les protéines modulaires103
  - 5.2 Mécanismes à l'origine du brassage d'exons104
  - 5.3 Groupes de protéines modulaires107
  - 5.3.1 Répartition107
  - 5.3.2 Domaines protéiques107
  - 5.4 Rôle des introns dans le brassage d'exons107
  - 5.4.1 Relation avec la taille du génome107
  - 5.4.2 Règle de la phase108
  - 5.4.3 Cas particuliers108
  - 5.5 Évolution des protéines de la coagulation sanguine111
  - Résumé 111
  - Questions de révision 112
  - Chapitre 6 ¤ Pseudogènes et rétropseudogènes (P. Luchetta) 113
  - 6.1 Différences entre pseudogène dupliqué et rétropseudogène113
  - 6.2 Intérêts de l'étude des pseudogènes115
  - 6.3 Distribution des pseudogènes115
  - 6.3.1 Distribution selon les organismes115
  - 6.3.2 Distribution selon le type de gène117
  - 6.4 Évolution des pseudogènes dupliqués118
  - 6.4.1 « Résurrection » et « déclin » des pseudogènes118
  - 6.4.2 Régulation du gène Makorin 1 par sa copie pseudogène118
  - 6.5 Évolution des rétropseudogènes120
  - 6.5.1 Origine des rétropseudogènes120
  - 6.5.2 Avantages évolutifs122
  - 6.5.3 Les gènes PMCHL1 et PMCHL2 chez l'Homme122
  - 6.5.3 Les gènes BC1 RNA et BC200 RNA123
  - Résumé 127
  - Questions de révision 127
  - Chapitre 7 ¤ Structure et évolution des introns (P. Luchetta) 129
  - 7.1 Les introns autocatalytiques131
  - 7.1.1 Répartition des différents groupes131
  - 7.1.2 Caractéristiques des introns du groupe II131
  - 7.1.3 Mobilité des introns chez les bactéries (retrohoming et rétrotransposition ectopique)135
  - 7.1.4 Évolution des introns de groupe II137
  - 7.2 Introns splicéosome-dépendants139
  - 7.2.1 Caractéristiques générales139
  - 7.2.2 Les deux types d'introns : U2 et U12144
  - 7.2.3 Origine des introns splicéosome-dépendants et des rétrotransposons non-LTR145
  - Résumé 148
  - Questions de révision 149
  - Chapitre 8 ¤ L'épissage alternatif (P. Luchetta) 151
  - 8.1 Notions de base151
  - 8.1.1 Différentes formes « alternatives »151
  - 8.1.2 Relations avec le protéome153
  - 8.2 Régulation de l'épissage alternatif154
  - 8.2.1 Rôle des séquences enhancer et silencer154
  - 8.2.2 Les régulateurs d'épissage156
  - 8.3 Exemples bien caractérisés158
  - 8.3.1 Régulation tissu-spécifique de l'élément P chez la drosophile158
  - 8.3.2 Détermination du sexe chez la drosophile158
  - 8.3.3 Induction du gène slo dans l'oreille interne des Mammifères161
  - 8.4 L'épissage alternatif en trans162
  - 8.4.1 Origine et mécanisme163
  - 8.4.2 Le cytochrome P450 3A chez l'Homme164
  - 8.4.3 Le locus mod(mdg4) chez la drosophile164
  - 8.5 Évolution de l'épissage alternatif166
  - 8.5.1 L'épissage alternatif est-il une réalité biologique ?166
  - 8.5.2 Conséquences sur la structure de la protéine166
  - 8.5.3 Recherche de la forme ancestrale166
  - Résumé 167
  - Questions de révision 168
  - Partie 3
  - Génome et évolution
  - Chapitre 9 ¤ Structure et évolution des génomes (M. Vervoort) 171
  - 9.1 Étude des génomes171
  - 9.1.1 Historique et définition171
  - 9.1.2 La génomique171
  - 9.2 Taille du génome174
  - 9.2.1 Méthodes de détermination de la taille du génome174
  - 9.2.2 Taille du génome chez les organismes vivants et énigme de la valeur C chez les Eucaryotes176
  - 9.2.3 Évolution de la taille des génomes : mécanismes, tendances et contraintes183
  - 9.3 Structures des génomes191
  - 9.3.1 Le génome des Eubactéries et des Archées191
  - 9.3.2 Le génome des Eucaryotes193
  - 9.3.3 Importance des séquences répétées dans l'évolution des génomes eucaryotes200
  - 9.4 Composition en nucléotides des génomes203
  - 9.4.1 Les biais de composition en nucléotides des génomes procaryotes203
  - 9.4.2 La composition en G+C chez les Eucaryotes : la notion d'isochores205
  - Résumé 209
  - Questions de révision 210
  - Chapitre 10 ¤ Évolution de l'ADN par substitution (M. Vervoort) 211
  - 10.1 Les substitutions nucléotidiques dans les séquences d'ADN211
  - 10.2 Les différents types de sélection et le neutralisme214
  - 10.2.1 Définitions214
  - 10.2.2 Le rapport K_A/K_S218
  - 10.2.3 Le cas du gène FOXP2 chez les Mammifères219
  - 10.2.4 Un survol des gènes soumis à sélection positive221
  - 10.3 Horloges moléculaires222
  - 10.3.1 Concepts de base et principales applications222
  - 10.3.2 Évolution des éléments transposables dans le génome des Mammifères225
  - 10.3.3 Datation de l'arbre phylogénétique des Métazoaires227
  - Résumé 230
  - Questions de révision 230
  - Chapitre 11 ¤ Phylogénie moléculaire (M. Vervoort) 231
  - 11.1 Principes et méthodes de base231
  - 11.1.1 Terminologie et définitions de base231
  - 11.1.2 Alignements multiples de séquences232
  - 11.1.3 Les différentes méthodes de construction d'arbres phylogénétiques234
  - 11.1.4 Tester la robustesse d'un arbre phylogénétique238
  - 11.1.5 Un piège dans la construction de phylogénies moléculaires : le phénomène d'attraction des longues branches240
  - 11.2 Apports de la génomique en phylogénie : la phylogénomique242
  - 11.2.1 Utilisation de données génomiques pour la construction de phylogénies d'espèces242
  - 11.2.2 Utilisation de changements génomiques rares pour la construction de phylogénies d'espèces250
  - 11.2.3 Phylogénies de gènes ou de protéines et évolution des familles multigéniques et multiprotéiques255
  - Résumé 260
  - Questions de révision 260
  - Chapitre 12 ¤ Polyploïdisation et évolution des génomes polyploïdes (M. Vervoort) 263
  - 12.1 Définition et mécanismes de la polyploïdisation263
  - 12.1.1 La polyploïdie263
  - 12.1.2 Mécanismes de la polyploïdisation263
  - 12.1.3 Autopolyploïdie et allopolyploïdie268
  - 12.1.4 Mise en évidence d'événements de polyploïdisation269
  - 12.2 Incidence de la polyploïdisation dans l'évolution des organismes vivants282
  - 12.2.1 Fréquence des animaux et végétaux polyploïdes282
  - 12.2.2 Importance de la polyploïdisation au cours de l'évolution284
  - 12.2.3 Conséquences de la polyploïdisation sur l'expression génique291
  - Résumé 295
  - Questions de révision 295
  - Annexes
  - Annexe 1 ¤ Organisation du vivant 299
  - A1.1 Les trois domaines du vivant299
  - A1.2 Le domaine des Eucaryotes300
  - A1.3 La lignée des Mammifères300
  - Annexe 2 ¤ La fusion des gènes KUA et UEV1 chez l'homme 303
  - Annexe 3 ¤ Acquisition de nouveaux gènes par transfert horizontal 305
  - Annexe 4 ¤ Les nouveaux gènes chez la drosophile : Jingwei, Sphinx et Sdic 307
  - A4.1 Origine du gène jingwei307
  - A4.2 Origine du gène sphinx308
  - A4.3 Origine du gène sdic309
  - Annexe 5 ¤ Synthèse et maturation des ARN messagers eucaryotes 311
  - Glossaire315
  - Bibliographie323
  - Index331
Origine de la notice:
- Electre