"Proximité" génétique

[Shadowlugia]

Bonjour à tous,

J'espère poster dans la bonne section du forum, dans le cas contraire je m'en excuse. Bien que ce ne soit pas mon domaine de prédilection, je m'intéresse beaucoup à la théorie de l'évolution, à l'établissement de liens de parenté entre espèces animales, etc.

Je vois souvent dire qu'on a une énorme part de notre génome en commun avec le chimpanzé (autour de 98% selon les différents articles, spécialisés ou non, que j'ai pu lire). Je comprends bien que ce critère à lui seul ne peut servir à établir de réelle "parenté" avec le chimpanzé, que cette dernière est également basée sur d'autres critères, car le chimpanzé est loin d'être la seule espèce animale avec laquelle nous partageons une bonne partie de notre génome.

Dans le dernier hors-série de Sciences & Avenir (intitulé "La grande histoire de l'humanité"), j'ai lu que nous autres Homo sapiens et l'homme de Neandertal avons, collectivement, environ 20% de gènes en commun. Ce qui ne manque pas de m'étonner, car l'homme de Neandertal est tout de même un hominidé réputé pour être très proche de nous et avec lequel nous partageons un ancêtre commun, tout comme nous en partageons un avec le chimpanzé.

Je m'interroge dès lors sur cette notion de "proximité" génétique, de ses origines et de ses implications. Comment se fait-il que nous puissions partager autant de notre génome avec le chimpanzé, ou même avec d'autres espèces animales qui ne nous ressemblent guère de prime abord (je pense au dauphin ou au cochon, par exemple), et aussi peu en comparaison avec l'homme de Neandertal, qui semble bien plus nous ressembler sur les plans aussi bien morphologique qu'intellectuel ?

Merci d'avance pour vos réponses !
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[minushabens]

Il y a des précisions ici : http://www.genome.gov/15515096

The consortium found that the chimp and human genomes are very similar and encode very similar proteins. The DNA sequence that can be directly compared between the two genomes is almost 99 percent identical. When DNA insertions and deletions are taken into account, humans and chimps still share 96 percent of their sequence. At the protein level, 29 percent of genes code for the same amino sequences in chimps and humans. In fact, the typical human protein has accumulated just one unique change since chimps and humans diverged from a common ancestor about 6 million years ago.

To put this into perspective, the number of genetic differences between humans and chimps is approximately 60 times less than that seen between human and mouse and about 10 times less than between the mouse and rat. On the other hand, the number of genetic differences between a human and a chimp is about 10 times more than between any two humans.

C'est intéressant de voir qu'avec 99% d'homologie de séquence, on n'a que 30% de protéines identiques.

[Shadowlugia]

Merci Minushabens pour ce lien très instructif. Effectivement, c'est assez remarquable que malgré ce chiffre de 99%, on chute drastiquement quand on s'intéresse aux protéines. Preuve si besoin était qu'il faut s'intéresser aux choses aussi bien dans la globalité qu'en détail si l'on veut être rigoureux.

Cela dit je me pose toujours la question de notre faible part de génome en commun avec l'homme de Neandertal...

[minushabens]

Je pense que quand on dit que 10% (ou 20%?) des gènes des Européens sont néanderthaliens, ça signifie que cette proportion du génome vient de néanderthaliens de chair et d'os. Le reste des gènes a bien entendu un grand degré de similitude avec les autres gènes des néanderthaliens. Puisqu'il y a de la recombinaison intragénique, je ne pense pas qu'il y ait un gène en entier qui soit le descendant d'un gène d'un néanderthalien.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

En plus il y a confusion entre allèles et gènes.

Quand on compare avec les néanders on s'intéresse aux allèles, et non aux gènes.

Si on prend un locus homologue (un "même gène") aux deux espèces, on peut s'intéresser aux allèles possibles, et trier entre ceux qui ont suivi toute leur histoire d'un même côté, et ceux qui ont été créés (mutation) chez les néanders puis ensuite passé chez les sapiens.

Je n'ai jamais compris de quels pourcentages il s'agit ensuite, ce peut être le pourcentage de loci où on connaît au moins un allèle passé par néander, ou le pourcentage parmi tous les allèles de ceux passés par les néanders, ou je ne sais quoi encore.

Dans tous les cas cela n'a rien à voir avec le % en commun avec les chimpanzés, on peut dire à un certain sens (peut-être celui utilisé pour les 99% avec pan, que néander et sapiens ont 100% de leur gènes en commun. Ce soit les allèles qui font la différence.

[mh34]

C'est intéressant de voir qu'avec 99% d'homologie de séquence, on n'a que 30% de protéines identiques.

Bah c'est bien pour ça que ce qui serait vraiment intéressant c'est le protéome. Seulement celui-là on est pas près de l'avoir!

[minushabens]

si si, on y travaille! après le génome, le transcriptome, le protéome, le métabolome... on aura tout ça bientôt (j'oubliais le microbiome)

[mh34]

si si, on y travaille! après le génome, le transcriptome, le protéome, le métabolome... on aura tout ça bientôt (j'oubliais le microbiome)

On l'aura pour les espèces vivantes...mais pour Neandertal c'est rapé, quand même, non?

[minushabens]

Ah oui pour Neanderthal c'est râpé. Je pensais que tu voulais parler de la comparaison homme/chimpanzé.

[Amanuensis]

On l'aura pour les espèces vivantes...mais pour Neandertal c'est rapé, quand même, non?

Pourquoi?

Avec un génome complet séquencé, on saura tôt ou tard remonter au protéome, non?

[mh34]

Eh non... un même gène peut être à la source de plusieurs protéines différentes. Si on a le transcriptome on a une petite chance, mais sans lui, on ne peut pas obtenir le proteome à partir du genome.
http://www.crcl.fr/Portals/0/Equipes...e_internet.pdf

[Amanuensis]

Le transcriptome dépend de protéines, non?

[mh34]

Le transcriptome ce sont les ARNm, donc ils sont avant les protéines. Dans l'ordre, c'est génome-------->transcriptome---------->proteome.
Et j'avoue être nettement moins optimiste que minushabens sur la possibilité d'avoir tout ça bientôt.

[minushabens]

Pourquoi?

Avec un génome complet séquencé, on saura tôt ou tard remonter au protéome, non?

en théorie oui, puisque l'expression des gènes est régulée par les produits d'autre gènes, mais ça risque d'être d'une complexité inextricable. Après tout, toutes les cellules ont le même génome mais les protéines s'expriment différemment dans différents types de cellules.

[minushabens]

Et j'avoue être nettement moins optimiste que minushabens sur la possibilité d'avoir tout ça bientôt.

au pif je dirais une ou deux décennies, avec les moyens d'aujourd'hui. Mais les moyens disponibles évoluent très vite. Pour te donner une idée de cette évolution, il y a 3 ou 4 ans des collègues de mon labo ont fait une étude pour laquelle ils avaient environ 500 individus sur lesquels environ 400 SNP avaient été génotypés. Or une nouvelle étude vient d'être publiée sur le même thème, sauf qu'ils ont 26000 individus et 2.5 millions de SNP (50 fois plus d'individus et 6000 fois plus de marqueurs génétiques par individu, en 4 ans).

[mh34]

en théorie oui, puisque l'expression des gènes est régulée par les produits d'autre gènes, ........

Là, j'avoue que je ne comprends pas ton raisonnement...si tu ne sais pas quels ARNm sont produits par quels gènes, comment peux-tu bien en déduire les protéines obtenues en fin de course? Que tu dises qu'à partir du transcriptome tu déduis plus facilement le proteome soit, mais je ne vois pas bien par quelle méthode tu peux t'affranchir de la connaissance de l'étape intermédiaire, surtout qu'apparemment c'est à ce niveau qu'il y a le plus de variations possibles.

[minushabens]

Je ne dis pas que c'est facile, mais que c'est théoriquement possible : pour se développer, un être vivant n'a comme information que son génome. Il existe donc bien un algorithme qui partant du génome produit l'être vivant en question. Nous ne connaissons pas cet algorithme mais rien ne s'oppose à ce qu'on le connaisse de mieux en mieux.

[Amanuensis]

Je ne dis pas que c'est facile, mais que c'est théoriquement possible : pour se développer, un être vivant n'a comme information que son génome.

Pas vraiment!

Toute cellule hérite d'un contenu cytoplasmique assez complexe. Heureusement! Sans ribosome, sans toutes les protéines intervenant sur l'ADN, sans AARs (qui matérialisent le code génétique), etc., l'ADN tel quel ne sert à rien.

D'un point de vue informatif, l'ADN sans des AARs et un ribosome (et bien d'autres choses) ne contient pas l'information permettant de générer des AARs

C'est l'ensemble de la première cellule, dont mais pas seulement l'ADN, qui contient l'information permettant à un organisme multicellulaire de se développer.

Et c'est peut-être bien là la difficulté: faut connaître toute la cellule. La planche de salut, c'est qu'on peut espérer qu'une cellule prise dans une espèce existante (ce qui permet d'accéder à l'information nécessaire) proche "marche" avec l'ADN ancien, h. sapiens pour néander, ou éléphant d'Asie pour le mammouth. Et ce aussi bien in vivo que pour une simulation.

[minushabens]

C'est vrai. Mais la machinerie cellulaire maternelle ne sert qu'au début. Ensuite les ribosomes sont produits à partir de l'ADN du zygote. Mais effectivement ce qui se passe dans la première cellule est important et c'est difficile de savoir dans quelle mesure si on remplaçait les ribosomes et les enzymes maternels par ceux traduits à partir de son génome le zygote se développerait de la même façon. Probablement pas tout à fait.