Expression et évolution de gènes de la famille des ARN hélicases à boîte DEAD chez Arabidopsis thaliana (L. ) Heynh

par Annaïck Mingam

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Biologie végétale

Sous la direction de Alain Lecharny.

Soutenue en 2004

à Paris 11 .


  • Résumé

    L'évolution de la régulation de l'expression des gènes participe à l'évolution de leur fonction. L'existence de profils d'expression spécifiques évitant la redondance fonctionnelle expliquerait le maintien des gènes dupliqués dans les génomes. La PCR quantitative en temps réel se révèle adaptée à l'étude de l'expression des familles de gènes présentant des niveaux très variés et des séquences proches. Le génome modèle d'Arabidopsis thaliana contient une famille d'ARN hélicases à boîte DEAD (RH) de 58 membres, i. E. Environ deux fois plus que n'en comptent les génomes d'animaux ou celui de la levure. L'expression transcriptionnelle de 20 AtRH a été obtenue par RT-PCR quantitative dans neuf organes différents. Dans cette famille de gènes " de ménage ", deux AtRH présentent des profils spécifiques alors que les 18 autres AtRH présentent le même profil spatial, mais des niveaux d'expression transcriptionnelle très différents. L'élément régulateur principal du niveau transcriptionnel est la présence simultanée d'une boîte TATA caractéristique et d'un intron en 5' UTR. Dès lors que la boîte TATA est présente, il y a une corrélation positive significative entre la taille de l'intron en 5' UTR et le niveau d'expression. Notre travail sur l'expression des AtRH permet d'introduire un scénario sur la dynamique évolutive des gènes dupliqués qui forment une même branche terminale d'un arbre phylogénétique et dont le niveau d'expression diffère fréquemment. Après la duplication d'un gène fortement transcrit, l'altération de l'activité transcriptionnelle des copies se produirait par des événements successifs de suppression de la boîte TATA et/ou de l'intron en 5' UTR.

  • Titre traduit

    Expression and evolution of the DEAD-box RNA helicase gene family in Arabidopsis thaliana (L. ) Heynh


  • Résumé

    The evolution of the regulation of gene expression probably played an important part in gene subfunctionalisation and neofunctionalisation. The existence of gene specific transcript profiles suggests functional diversification, hence loss of functional redundancy, and could explain the maintenance of numerous paralogues in a genome. Real-time quantitative RT-PCR techniques proved to be suitable for the expression studies of gene families with highly variable expression levels and related sequences. The model genome of Arabidopsis thaliana contains a DEAD box RNA helicase family (RH) of 58 members, i. E. Almost twice as many as in the animal or yeast genomes. Transcript profiling using real-time quantitative PCR has been obtained for 20 AtRHs from 9 different organs. Among the members of this housekeeping gene family, two AtRHs exhibited plant specific transcript profiles while the other 18 AtRHs had similar profiles, but very different levels of transcription. The main regulatory element of the transcript level is the simultaneous presence of a TATA-box and an intron in the 5' UTR. There is a positive and highly significant correlation between the size of the 5' UTR intron and the transcription level, as long as a characteristic TATA-box is present. Our work on the expression of the AtRH genes suggests a scenario for the evolution of duplicated genes in the same terminal branch of a phylogenetic tree and that often present different expression levels. After the duplication of a highly transcribed ancestral AtRH, an alteration of the transcriptional activity of the divergent duplicates occurs through successive events of suppression of the TATA-box and/or the 5' UTR intron.

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Informations

  • Détails : 221 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.144-161

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2004)70
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