Exercice « Evolution des gènes de la famille du NPY »






OBJECTIF : reconstituer l’histoire évolutive des gènes codant trois peptides, à partir de données moléculaires. On suppose que les trois peptides dérivent tous d’un même gène ancestral. Ils sont donc considérés comme paralogues.



Chez l’homme, la famille du neuropeptide tyrosine comporte trois peptides qui sont codés chacun par un gène particulier :


- le neuropeptide tyrosine (NPY, auquel la famille doit donc son nom ; ainsi appelé car Y correspond à l’abréviation de la tyrosine dans le code à une lettre des acides aminés)
- le peptide tyrosine tyrosine (PYY)
- le peptide pancréatique (PP).

Tous trois sont impliqués dans le contrôle de la prise alimentaire et, de ce fait, actuellement très étudiés dans le cadre des recherches sur l’obésité.


Le document 1a fournit un alignement des séquences du NPY du PYY et du PP chez trois espèces de tétrapodes : l’homme, le poulet et la grenouille.


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Le document 2a présente les arbres de distances établis à partir de chacun de ces trois alignements. La séquence notée Ext sert uniquement à raciner les arbres.


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Le document 2b est un arbre construit selon les mêmes principes que celui présenté le document 2a, mais basé sur un alignement de séquences provenant d’un échantillon plus important d’espèces (document 1b).

On précise que dans un arbre de distance, la longueur des branches est proportionnelle à la distance (nombre d’acides aminés distincts) séparant les différentes séquences.


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Q1. Expliquez sur quel argument se fonde l’idée d’une origine commune du NPY, du PYY et du PP.



Q2. Quelles informations tirez-vous des arbres des documents 2a et 2b du point de vue de la similitude des séquences considérées ? Quelle traduction faites-vous de ces données sur le plan de l’histoire évolutive des gènes codant les trois peptides ? Quelle hypothèse devez-vous alors poser ?



Le document 3 présente la distribution des différents peptides de la famille du NPY chez l’ensemble des vertébrés.


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Q3. Quelle information fournie par le document 3 vous parait la plus frappante ? N’est-elle pas en contradiction avec les données du document 2 ? Quelle hypothèse pouvez-vous proposer pour lever cette contradiction ?



Le document 4 présente la localisation chromosomique (Chr.) des gènes codant le NPY, le PYY et le PP chez l’homme.


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Q4. Quelles observations importantes tirez-vous du document 4 ? Quel scénario évolutif pouvez-vous proposer pour rendre compte de l’existence des gènes du NPY, du PYY et du PP ?

N.B. Pour répondre à cette question, vous tiendrez également compte du fait qu’un peptide structurellement apparenté au NPY existe chez les protostomiens.


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Modifié le: mercredi 4 février 2015, 12:59