L'adn mitochondrial des lapins. Role des mutations et de la selection dans l'evolution des sequences repetees apport de l'adn ancien a la connaissance de l'histoire des populations

par Didier Casane

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de Monique Monnerot.

Soutenue en 1994

à Paris 11 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Des sequences non codantes repetees en tandem sont presentes dans la plupart des genomes. Elles sont qualifiees d'adn parasite et l'on suppose que leur presence ne depend que de la capacite des genomes a permettre leur maintien sans que cela affecte la valeur selective des organismes. Aucune fonction particuliere ne leur est generalement attribuee. L'evolution du nombre et de la sequence des unites repetees en tandem est due, dans ce modele, a l'accumulation de mutations ponctuelles aleatoires dans chaque unite et a des mecanismes de mutation qui font varier le nombre d'unites repetees, entrainant la rehomogeneisation de celles-ci. De plus, la duree de vie d'un bloc de sequences repetees en tandem est limitee, il finit par etre elimine du seul fait du hasard, meme s'il n'a pas d'effet sur la valeur selective. La selection n'est envisagee que lorsque le nombre d'unites repetees devient excessif. Nous avons teste ce modele dans le cas de deux blocs de sequences repetees en tandem presents dans la region non-codante de l'adn mitochondrial des lagomorphes. L'evolution d'un des deux blocs, constitue d'unites ayant une longueur comprise entre 140 et 178 pb chez les especes etudiees, subit des contraintes qui ne sont pas envisagees dans le modele presente ci-dessus. On constate effectivement une evolution rapide et concertee des unites presentes sur une molecule, mais une region de 20 pb est invariante. De plus, le nombre d'unites reste compris entre des bornes proches, entre 4 et 8 unites repetees, ce qui implique aussi un controle a ce niveau. L'evolution du polymorphisme de longueur dans les lignees somatiques, du a des variations du nombre d'unites, s'est revelee tissu-specifique. Le type moleculaire ayant 5 unites est toujours predominant dans les differents organes des animaux analyses. Toutefois, au cours du temps, il s'accumule des types moleculaires contenant moins de 5 unites repetee dans certains organes (reins, rate, foie, cerveau) alors que dans d'autres (ovai res et testicules), ce sont les molecules d'adnmt contenant plus de 5 unites repetees dont on voit les frequences augmenter. Il est possible que des mecanismes de mutation differents et dependant de la differenciation cellulaire expliquent ce fait, mais il est plus probable que selon la lignee cellulaire consideree, il y ait selection pour des formes optimales differentes. L'evolution de l'autre bloc, constitue d'unites d'une longueur comprise entre 6 et 20 pb, semble aussi etre sous contraintes selectives a differents niveaux. Si ces contraintes ne s'expriment pas au travers du maintien d'un motif nucleotidique precis, comme precedemment, elles sont cependant decelables de par la conservation d'un enchainement purine-pyrimidine dont la longueur reste incluse entre deux valeurs limites. Un polymorphisme de longueur, du a des variations du nombre d'unites est observe dans les differents organes analyses. La distribution de ce polymorphisme est stable, avec une forme de cloche aplatie, quand on compare les distributions observees dans differents organes d'un individu ou celles entre individus. Dans le cas du motif de 20 pb, les limites sont 4 et 18 unites. Ces resultats impliquent un taux de mutation de longueur eleve associe a une contre selection forte des molecules comprenant un nombre unites en deca et au-dela des valeurs limites observees. Les resultats montrent donc que l'evolution des deux ensembles de sequences repetees en tandem est soumise a des contraintes, ce qui impliquent qu'ils participent a des fonctions biologiques qui restent a decouvrir. Par ailleurs, nous avons commence une analyse diachronique du polymorphisme genetique dans les populations de lapins. A cette fin, nous avons extrait et sequence des fragments d'adn mitochondrial d'os d'animaux ayant vecu il y a quelques centaines a quelques milliers d'annees. Cela nous a permis de commencer a resoudre une hypothese d'introgression et d'evaluer les flux genetiques (cytoplasmiques) naturels entre populations, ainsi que les perturbations de l'organisation de la diversite genetique dues a l'action de l'homme. De facon inattendue, il n'a pas ete detecte d'echange genetique cytoplasmique entre deux populations geographiquement tres proches, observees sur une longue periode: elles presentent chacune un genotype mitochondrial specifique et constant au cours du temps. L'homme a probablement eu une influence tres importante sur l'organisation de la diversite genetique telle qu'elle nous apparait aujourd'hui

  • Titre traduit

    Rabbit mitochondrial dna. The effect of mutations and selective constraints on the evolution of repeated sequences. Ancient dna contribution to the knowledge of population history


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  • Détails : 199 P.
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