Gène homéotique

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Un exemple de mutation homéotique : une drosophile Antennapedia

Un gène homéotique est un gène qui détermine le plan d'organisation d'un être vivant, c’est-à-dire la place des organes les uns par rapport aux autres, et selon les axes de polarité (axe antéro-postérieur ; axe dorso-ventral). La découverte des gènes homéotiques s'est faite à partir de l'étude de certaines mutations dites homéotiques ou homéose. Ce sont des modifications spectaculaires du plan d'organisation, comme la substitution dans une région du corps d'un organe par un autre provenant d'une autre région. Ce type de mutation a été nommée homéose (d'après le terme grec homeo, identique). On parle donc de mutation homéotique.

L'exemple le plus connu est la mouche antennapedia, qui possède des pattes à la place des antennes ou encore la souris et son gene HOX B8 qui place une vertèbre lombaire a la place d'une vertèbre thoracique.

Des gènes homéotiques ont été identifiés chez les plantes, ils sont responsables de la mise en place des pièces florales.

Gène à boîte homéotique[modifier | modifier le code]

Article détaillé : boîte homéotique.

Les gènes homéotiques possèdent souvent une séquence d'ADN appelée boîte homéotique (homéoboîte). Cette « boîte » est une séquence d'environ 180 nucléotides codant pour un domaine protéique appelé domaine homéotique (homéodomaine). Cependant une boîte homéotique peut se trouver chez d'autres gènes, non homéotiques et certains gènes homéotiques ne possèdent pas de boîtes homéotiques (les gènes qui déterminent la mise en place des pièces florales par exemple).

La boîte homéotique peut également contrôler la différenciation cellulaire, souvent par modification épigénétique, pour cette raison il est parfois appelé "gène chef d'orchestre".

Gène Hox[modifier | modifier le code]

Article détaillé : gène Hox.

Nom donné aux gènes des quatre complexes homéotiques chez la souris. Ces quatre complexes situés sur des chromosomes différents sont homologues du complexe des gènes homéotiques chez la drosophile et participent à la mise en place des structures le long de l'axe antéro-postérieur (les vertèbres ou les nerfs crâniens et rachidiens par exemple). Certains d'entre eux participent aussi à la mise en place de l'axe proximo-distal des membres. Ces 4 complexes ont été générés à partir du complexe ancestral par une double duplication totale du génome qui eut lieu au cours de l'histoire évolutive des Cordés. Certains gènes Hox sont redondants fonctionnellement.

Complexe HOM[modifier | modifier le code]

Nom donné aux complexes de gènes homéotiques chez les invertébrés.

Les gènes homéotiques déterminent l'identité de chaque segment de l'animal (la drosophile, arthropode, compte huit gènes homéotiques par exemple). La spécification des segments se fait selon l'axe antéro-postérieur, de façon corrélée à l'ordre des gènes homéotiques sur le chromosome : On parle de règle de colinéarité (colinéarité de la disposition des gènes homéotiques sur le chromosome avec l'ordre des domaines d'expression dans l'embryon).

Homologie[modifier | modifier le code]

Article détaillé : homologie (évolution).

Il est facilement démontrable qu'une homologie existe entre les gènes homéotiques chez les vertébrés et chez les arthropodes, par expérience de substitution de gènes entre organismes différents.

Le gène Hoxb-6 de la souris, inséré par transgénèse chez la drosophile, entraîne la transformation des antennes en pattes thoraciques.

Les gènes homéotiques d'arthropodes et de vertébrés sont similaires en ce qui concerne leur structure (séquence codante et ordre sur le chromosome) et leur fonction (développement selon l'axe antéro-postérieur). Ils dérivent d'un complexe ancestral commun, dupliqué au cours de l'évolution.

Voir aussi[modifier | modifier le code]