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Molécules homologues



  1. #1
    Effie

    Molécules homologues


    ------

    Bonjour,
    juste une petite question sur les molécules homologues;
    quelqu'un sait-il à partir de quel pourcentage de similitude dans les séquences de nucléotides on considère 2 gènes comme faisant partie de la même famille multigénique, c'est-à-dire issus d'un même gène ancestral par duplication/transposition/mutations?
    Merci d'avance!
    Effie

    -----

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  3. #2
    Znomjo

    Re : molécules homologues

    Ce n'est pas aussi simple que ça malheureusement. Il faut bien comprendre qu'on ne peut pas réellement "prouver" que deux séquences sont homologues. Suivant l'histoire évolutive de l'organisme, il peut y avoir des biais importants introduits.

    Par exemple, deux gènes homologues soumis à une pression sélective importante et stable ne seront pas très différents. En revanche, s'il y a changement d'environnement chez une espèce et pas chez l'autre, les deux gènes homologues peuvent fortement diverger et ne seront pas reconnaissables facilement.

    De plus, pour des raisons "internes", le pourcentage de similitudes entre deux gènes doit être pondéré par sa longueur.
    There is no Theory of Evolution, just a list of creatures Chuck Norris allows to live

  4. #3
    Effie

    Re : molécules homologues

    Tu fais bien de rappeler que ce n'est pas si simple... je suis malheureusement obligée de simplifier (parfois à l'extrême...) les choses pour mes élèves qui préparent les concours paramédicaux; les QCM n'admettent pas de demi mesure . J'étais tombée sur un chiffre l'an dernier, mais pas moyen de remettre la main dessus!
    Dernière modification par Effie ; 09/12/2008 à 17h09.

  5. #4
    MaliciaR

    Re : molécules homologues

    Citation Envoyé par Znomjo Voir le message
    Par exemple, deux gènes homologues soumis à une pression sélective importante et stable ne seront pas très différents. En revanche, s'il y a changement d'environnement chez une espèce et pas chez l'autre, les deux gènes homologues peuvent fortement diverger et ne seront pas reconnaissables facilement.
    J'ai l'impression que tu essaies de comparer des paralogues et des orthologues... Je me trompe?
    An expert is one who knows more and more about less and less.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Znomjo

    Re : molécules homologues

    Je ne parlais pas de ça, je faisais juste référence au cas théorique le plus simple : deux gènes appartenant à deux espèces et qui sont issus d'un même gène ancestral. C'est la divergence de l'espèce ancestrale en deux espèces filles qui est à l'origine de la divergence de ces gènes. Je ne parlais pas de duplication.
    There is no Theory of Evolution, just a list of creatures Chuck Norris allows to live

  8. #6
    Etoile

    Re : Molécules homologues

    Bonjour Effie (et les autres),

    En recherchant des documents sur les gènes homéotiques, je suis tombée sur cette page qui répondra peut-être à ta question : Exploitation des données moléculaires aves SEQAIDII ou Anagène.

    Bon après-midi,
    *Etoile*

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  10. #7
    Effie

    Re : Molécules homologues

    C'est un premier élément de réponse, merci à toi.
    Je reste preneuse de toute autre source, bien sûr!

  11. #8
    Vinc

    Re : Molécules homologues

    Bonjour!
    Pour pinailler, il me semble que l'homologie est un caractère binaire et que par conséquent donner un pourcentage d'homologie n'a pas de sens (contrairement à ce que je lis souvent, pour ne pas dire toujours). Deux séquences sont homologues ou ne le sont pas.
    En revanche le pourcentage seuil de similarité à partir duquel on considère qu'il y a homologie est, il me semble, de 21% mais je ne suis plus du tout certain de ce chiffre.

    V.
    Primum non nocere.

  12. #9
    MaliciaR

    Cool Re : Molécules homologues

    Citation Envoyé par Vinc Voir le message
    Bonjour!
    Pour pinailler, il me semble que l'homologie est un caractère binaire et que par conséquent donner un pourcentage d'homologie n'a pas de sens (contrairement à ce que je lis souvent, pour ne pas dire toujours). Deux séquences sont homologues ou ne le sont pas.
    Excellente remarque! L'homologie signifie qu'on derive d'un ancetre commun ou non, on n'en derive pas a 32,34 %
    Donc, a ne pas confondre avec le seuil dont parle Effie.
    Je ne comprends pas pourquoi il faut chercher un seuil universel. Ca me parait denue de sens vu que ce seuil va dependre des genes et organismes consideres. On est d'accord que ca va pas etre meme seuil si je regarde les genes du 18S chez l'Humain et le Chimpanze et si je regarde le 16S d'une Eubacterie et d'une Archaea
    An expert is one who knows more and more about less and less.

  13. #10
    Noväe

    Re : Molécules homologues

    salut
    on l'avait vu en terminale je crois . Si mes souvenirs sont bons c'est 20% ...
    m'enfin après je suis loin d'être un expert...

    cordialement

  14. #11
    piwi

    Re : Molécules homologues

    Disons que la limite basse c'est 15-20%
    En dessous ça ne veut pas dire que les protéines ne sont pas homologues. Les protéines pourraient être trop distantes pour que le test soit significatif.

    Bon je suis un peu en dehors de mon champ de compétence tout ce que je dis sont des restes un peu lointains. Sans doute à ne pas prendre au pied de la lettre.

    piwi
    Je sers la science et c'est ma joie.... Il parait.

  15. #12
    Effie

    Re : Molécules homologues

    Merci pour vos réponses, je vais conserver le seuil d'environ 20% pour les séquences polypeptidiques, et expliquer brièvement à mes élèves la difficulté d'établir un tel seuil.

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  17. #13
    John78

    Re : Molécules homologues

    Je sais pas d'où ca sort ces 20%, ca me semble complètement arbitraire.

    Sur des séquences se ressemblant peu, on peut vérifier l'hypothèse de l'homologie en comparant les structures 3D ou en regardant la conservation des motifs catalytiques... C'est plus scientifique que de fixer un seuil de ressemblance

    A+
    J

  18. #14
    Effie

    Re : Molécules homologues

    Je suis bien d'accord que ce seuil est arbitraire, mais j'ai aussi expliqué plus haut dans quel cadre je souhaitais utiliser cette information (mes élèves pouvant rencontrer ce genre de question en QCM lors de concours, je ne vais pas m'abstenir de les informer sous prétexte d'arbitraire! c'est la loi des QCM malheureusement...). Par contre, je ne leur livrerai pas cette information "brute" (je vais donc leur expliquer que les choses sont moins simples qu'il n'y paraît), vérité scientifique oblige

  19. #15
    Vinc

    Re : Molécules homologues

    Bonjour!
    Citation Envoyé par John78 Voir le message
    Sur des séquences se ressemblant peu, on peut vérifier l'hypothèse de l'homologie en comparant les structures 3D
    John, je ne comprends pas bien cette remarque. Tout dépend ce que l'on entend par "homologie"! Est ce qu'il s'agit d'une homologie de séquence, d'une homologie fonctionnelle, structurale?
    Les structures 3D sont beaucoup moins variables que les séquences et je crois que la dernière classification des différents types de structures (hélices, feuillets, tonneaux) et groupes de structures fait état d'une diversité d'environ 600 éléments. Donc en gros beaucoup de protéines vont avoir la même structure sans avoir la même fonction donc dire que deux protéines ayant une homologie de structure sont homologues me choque car pour moi la véritable homologie est avant tout fonctionnelle (et c'est pour cette raison que j'approuve complètement la deuxième partie de ta phrase sur les domaines, car toujours selon moi c'est le domaine qui fait la fonction peut-être avant la structure même si les deux sont importants).

    Mais peut-être ai-je tout faux^^

    V.
    Primum non nocere.

  20. #16
    Effie

    Re : Molécules homologues

    Attention, des molécules homologues n'ont pas forcément la même fonction! Par exemple, les hormones de la neurohypophyse ocytocine et vasopressine sont homologues; elles sont codées par des gènes appartenant à une même famille multigénique, c'est à dire issus de la duplication/ transposition d'un même gène ancestral, mais les copies évoluant indépendamment l'une de l'autre de nouvelles fonctions peuvent apparaître.

  21. #17
    Vinc

    Re : Molécules homologues

    Je suis bien d'accord mais au sein d'une même famille les protéine sont souvent des propriétés proches même si différentes. Pour la structure je pense que c'est beaucoup plus souple c'est à dire qu'il est faisable de trouver deux protéines avec une structure proche mais des propriétés et des activités complètement différentes et donc des séquences très différentes puisque ces paramètres dépendent surtout de la séquence.
    Exemple : une kinase va phosphoryller des protéines mais je pense que l'on peut trouver des protéines sans activité kinase et avec une structure proche.
    Mais encore une fois je peux me tromper.

    V.
    Primum non nocere.

  22. #18
    MaliciaR

    Re : Molécules homologues

    Citation Envoyé par Vinc Voir le message
    Tout dépend ce que l'on entend par "homologie"! Est ce qu'il s'agit d'une homologie de séquence, d'une homologie fonctionnelle, structurale?
    Beh... il n'y a qu'une definition de l'homologie : provenant du meme ancetre commun. Sachant que c'est une sequence qui donne une structure, on peut faire un raisonnement inverse : si j'ai des structures similaires, il se peut que les sequences soient homologues. Si on decide qu'une structure determine une fonction, on peut essayer de "descendre" d'une similarite de structures vers une homologie de sequences. Mais parler d'homologie de structures... C'est toujours delicat, il y a trop d'approximations...

    On ne peut pas oublier l'evolution convergente. Et la il n'y a pas d'origine commune
    An expert is one who knows more and more about less and less.

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  24. #19
    Vinc

    Re : Molécules homologues

    Citation Envoyé par MaliciaR Voir le message
    Beh... il n'y a qu'une definition de l'homologie : provenant du meme ancetre commun. Sachant que c'est une sequence qui donne une structure, on peut faire un raisonnement inverse : si j'ai des structures similaires, il se peut que les sequences soient homologues.
    Ben non justement c'est ce que j'ai essayé d'expliquer dans mes deux précédents messages. La diversité structurale est beaucoup plus limité que la diversité de séquence : deux séquences différentes peuvent avoir la même structure.

    V.
    Primum non nocere.

  25. #20
    John78

    Re : Molécules homologues

    Citation Envoyé par Vinc Voir le message
    Ben non justement c'est ce que j'ai essayé d'expliquer dans mes deux précédents messages. La diversité structurale est beaucoup plus limité que la diversité de séquence : deux séquences différentes peuvent avoir la même structure.
    C'est une question tres débattue par les experts
    On ne sait pas si ces ressemblances structurales sont le fait d'une ascendescence commune ou si il s'agit d'une convergence. Beaucoup de gens pensent que le vivant s'est dévelloppé sur la base d'un petit nombre de repliement différents chez l'ancetre commun ce qui explique ce que tu disais sur la (relative) pauvreté structurale du vivant. Mais on peut penser qu'il s'agit aussi de convergences lié a la fonction...
    C'est un débat chaud chez les gens qui s'occupent comme moi de l'évolution des génomes mobiles genre virus et transposons car on y trouve une énorme diversité moléculaire de séquences avec plein d'homologie cryptique. Genre les motifs catalytiques DDE des intégrases/transposase des transposons ADN et des rétrovirus ; les protéïnes de capsides d'un tas de virus des trois domaine du vivant qui partage un repliement tres particulier... etc etc...

    A+
    J

  26. #21
    MaliciaR

    Re : Molécules homologues

    Relative pauvrete de structures... oui et non. On sait combien il est difficile d'obtenir et cristalliser des proteines. Alors, dans le cas ou on parlerait de structures, je pense qu'il faut faire attention a avoir une vision integrative de la chose dans le sens prendre en compte la facon de description des molecules. Pour illustrer un peu mieux ce que je veux dire, on peut prendre comme exemple les reconstructions de voies metaboliques. La facon la plus courante de faire ca est la reconstruction par rapport a des voies de reference. Mais cette facon de faire fait qu'aujourd'hui plus de 75% des reactions participant a des voies diverses sont caracterisees par plus d'une enzyme (donnee par un EC number unique). Donc, ou est la redondance et comment juger de la diversite de structures? Comment faire aussi lorsqu'on ne connait que tres peu d'organismes a ce niveau de details...?

    Pour ces raisons principalement, je prefere partir de l'hypothese que la sequence est celle pour qui le terme "homologie" peut etre appliquee. Pas la structure, pas la fonction.

    J'espere que c'est clair ce que je raconte. Pas encore bu assez de cafe aujourd'hui
    An expert is one who knows more and more about less and less.

  27. #22
    Vinc

    Re : Molécules homologues

    Citation Envoyé par John78 Voir le message
    C'est une question tres débattue par les experts
    On ne sait pas si ces ressemblances structurales sont le fait d'une ascendescence commune ou si il s'agit d'une convergence. Beaucoup de gens pensent que le vivant s'est dévelloppé sur la base d'un petit nombre de repliement différents chez l'ancetre commun ce qui explique ce que tu disais sur la (relative) pauvreté structurale du vivant. Mais on peut penser qu'il s'agit aussi de convergences lié a la fonction...
    C'est un débat chaud chez les gens qui s'occupent comme moi de l'évolution des génomes mobiles genre virus et transposons car on y trouve une énorme diversité moléculaire de séquences avec plein d'homologie cryptique. Genre les motifs catalytiques DDE des intégrases/transposase des transposons ADN et des rétrovirus ; les protéïnes de capsides d'un tas de virus des trois domaine du vivant qui partage un repliement tres particulier... etc etc...

    A+
    J
    Merci

    V.
    Primum non nocere.

  28. #23
    Vinc

    Re : Molécules homologues

    Citation Envoyé par MaliciaR Voir le message
    Relative pauvrete de structures... oui et non. On sait combien il est difficile d'obtenir et cristalliser des proteines. Alors, dans le cas ou on parlerait de structures, je pense qu'il faut faire attention a avoir une vision integrative de la chose dans le sens prendre en compte la facon de description des molecules. Pour illustrer un peu mieux ce que je veux dire, on peut prendre comme exemple les reconstructions de voies metaboliques. La facon la plus courante de faire ca est la reconstruction par rapport a des voies de reference. Mais cette facon de faire fait qu'aujourd'hui plus de 75% des reactions participant a des voies diverses sont caracterisees par plus d'une enzyme (donnee par un EC number unique). Donc, ou est la redondance et comment juger de la diversite de structures? Comment faire aussi lorsqu'on ne connait que tres peu d'organismes a ce niveau de details...?
    Non. On sait très bien aujourd'hui qu'il y a relativement peu de sous-structures différentes au regard de la diversité protéiques.
    Va voir le site du labo d'Hermann Von Tilbeurg à Orsay (IBBMC):

    http://genomics.eu.org/spip/Overview

    Je cite "[...]we also know that the space of protein folds is much smaller than the space of sequences[...]"


    Et le rapport entre l'interconnexion des voies métaboliques et la structure d'une protéine me paraît assez lointain.

    V.
    Primum non nocere.

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