VARIATION GÉNÉTIQUE ADAPTATIVE

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L'ENTRÉE EN SCÈNE DES TRANSPOSONS

Chez les organismes supérieurs, depuis les années 1980, de nombreuses observations vont dans le même sens. Elles concernent pour la plupart les éléments transposables, ces « gènes sauteurs », qui sont de petits segments d'ADN possédant des fonctions qui leur permettent de s'insérer en de multiples emplacements dans le génome. Ils constituent donc une source potentielle de changements génétiques. Aussi bien chez les animaux que chez les végétaux, il a été montré que la mobilité de ces éléments peut être déclenchée par des conditions physiologiques anormales. Chez les plantes, toutes sortes de conditions de stress peuvent mobiliser certains types d'éléments transposables : changements brusques de température, lésions par des agents mécaniques ou chimiques et infections virales ou bactériennes. Chez les animaux, cette mobilisation a été observée sur la mouche du vinaigre (la drosophile des généticiens), lorsqu'on augmente la température d'élevage ou que l'on traite par des pesticides. Des vagues de transposition ont été également observées dans des cellules animales ou végétales cultivées in vitro.

Chez la drosophile, un système de réponse aux stress environnementaux, présentant des analogies avec les systèmes bactériens évoqués plus haut, a été mis en évidence par Jean-Claude Bregliano et son équipe. Il régule les capacités de réparation et de recombinaison lors de la méiose ovocytaire, donc la variation du génome que la mère lègue à ses descendants. Ce système peut présenter des niveaux d'efficacité très variés, qui peuvent être augmentés par l'application d'agents mutagènes et par des traitements thermiques. Une première vision simple de son rôle biologique consisterait donc à penser que, en présence de conditions qui portent atteinte à l'intégrité des molécules d'ADN, l'efficacité de ce système est améliorée, permettant ainsi de faire face à un accroissement du nombre de lésions. On augmente en même temps la fréquence de recombinaison méiotique, ce qui accroît la variabilité génétique des gamètes femelles. Il s'agit là d'une variabilité « douce », qui produit de nouvelles combinaisons génétiques sans altérer l'intégrité du génome. Elle peut donc faciliter l'adaptation sans pour autant créer des gamètes anormaux.

En fait, il semble bien que la situation soit plus complexe. Lorsque le niveau d'expression de ce système dépasse un certain seuil, si l'on produit de nombreuses cassures dans les chromosomes par des agents mutagènes, il y aura recollement des extrémités cassées mais pas nécessairement de façon fidèle, et on obtiendra des réarrangements chromosomiques. Autrement dit, on retrouve une situation qui ressemble étrangement à celle qui est créée par la mutagenèse S.O.S. chez les bactéries : en cas de conditions environnementales particulièrement difficiles, on augmente la variabilité génétique et par là même on peut faciliter un processus d'adaptation. Mais il ne s'agit plus cette fois d'une variabilité douce : pour un remaniement éventuellement favorable, il y en aura des quantités qui seront non viables.

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Écrit par :

  • : professeur des Universités, professeur de génétique à l'université de la Méditerranée

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Jean-Claude BREGLIANO, « VARIATION GÉNÉTIQUE ADAPTATIVE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 juin 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/variation-genetique-adaptative/