Expliquer les gènes de développement Exercice de connaissances

Les gènes de développement sont des gènes qui s'expriment pendant le développement embryonnaire et qui régulent la formation et la disposition des différents tissus ou organes de l'individus. Nous verrons tout d'abord leur fonctionnement, puis les conséquences que peuvent avoir des mutations de ces gènes.

Les gènes de développement sont impliqués dans la construction des plans d'organisation des animaux. Il est étonnant d'observer que la plupart des animaux partagent les mêmes familles de gènes de développement, dont les gènes homéotiques qui sont responsables de la mise en place et de l'organisation de l'axe antéro-postérieur de ces espèces. Chez les vertébrés, par exemple la souris et le poisson-zèbre, on retrouve les mêmes gènes homéotiques que l'on qualifie de gènes homologues (présents chez leur ancêtre commun). Les gènes homéotiques sont organisés en boîtes, c'est-à-dire qu'ils sont présents dans des zones particulières de l'ADN où ils sont regroupés les uns à la suite des autres. L'ordre de disposition de ces gènes va de paire avec leur ordre d'expression, ainsi un gène présent au début de la boîte s'exprimera dans les parties les plus antérieures alors qu'un gène présent en fin de boîte s'exprimera dans les parties postérieures de l'embryon. On peut dire que c'est la combinaison d'expression de plusieurs gènes homéotiques à un endroit donné qui détermine le tissu ou l'organe qui va se former.

Des mutations de ces gènes de développement peuvent avoir des conséquences morphologiques importantes. En effet, on peut observer qu'une seule mutation de ces gènes peut entraîner des malformations chez les individus, par exemple une mutation du gène HOX D13 chez l'Homme entraîne une malformation de la main au niveau de la disposition des phalanges. Des mutations peuvent également entraîner une expression différente de ces gènes dans le temps, dans l'espace mais également une différence d'intensité d'expression du gène. Chez les pinsons par exemple, l'expression du gène BMP4 intervient dans la formation du bec. Il a été observé que si l'expression du gène BMP4 est plus importante alors le bec sera plus gros, par contre si l'expression du gène BMP4 est très faible, le bec sera plus petit. Ce genre de modification a évidemment des conséquences sur la survie de l'espèce dans un milieu donné (pour l'exemple des pinsons, le régime alimentaire de l'oiseau peut être modifié en fonction de la forme de son bec.) Ainsi si ces gènes de développement sont modifiés dans leur expression, cela peut entraîner l'apparition ou la disparition d'organes et donc permettre une diversification rapide du monde vivant.