À la recherche de "l'ancêtre commun"
Parenté moléculaire des Primates.

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Extrait du B.O. n°7 du 31 Aout 2000 - Programme officiel de Première L - Enseignement scientifique

PLACE DE L'HOMME DANS L'ÉVOLUTION

Activités envisageables.
À la recherche de "l'ancêtre commun"
Chaque espèce est issue d'une longue suite de générations au cours de laquelle les caractères qui la définissent sont apparus à différentes périodes dans l'histoire dela terre. Ainsi, l'homme est un eucaryote, un vertébré, un amniote, un mammifère,un primate, un hominoïde et un homininé.
Par la prise en compte des caractères homologues et de l'état ancestral ou dérivé deces caractères, on peut construire des relations de parenté entre les êtres vivants.
Les données moléculaires confortent l'idée que c'est avec le chimpanzé que l'hommepartage l'ancêtre commun le plus récent. Cet ancêtre commun n'est pas un chimpanzé ni un homme. Il devait posséder des caractères appartenant à la fois à l'homme et au chimpanzé. Parmi ces caractères figurent un répertoire locomoteur incluant une certaine forme de bipédie et l'usage d'outils.		 - Utilisation d'un logiciel de phylogénie et de pièces anatomiques pour établir les relations de parenté entre les vertébrés. Étude d'arbres phylogénétiques.
- Établissement du calendrier simplifié de l'évolution des êtres vivants au cours du temps.


- Utilisation d'un logiciel d'analyse génique et de la banque de données sur les gènes des primates pour établir l'apparentement homme- chimpanzé.

 

 

L'Alignement de Séquence Multiple 3D permet en quelques clics de souris de comparer les séquences de différentes molécules et faire apparaître les ressemblances et différences sur une molécules en 3D.

Familiarisez vous avec l'outil ASM3D avec le tutoriel spécifique.

Ici, est représentée sur l'hémoglobine humaine (fichier 2hhb.pdb), la comparaison des séquences de différentes hémoglobines des grands Primates (Homme, Chimpanzé, Gorille, Orang-outang et Gibbon). Cette image montre la grande proximité des molécules puisque seules 3 différences d'acides aminés sont constatées pour chaque type de chaîne.
(L'image est un montage à partir de captures d'écran, aucun lien n'est donc actif sur celle ci et l'aspect présenté ne peut s'observer exactement ainsi dans Protéine explorer.)

(Les fautes de grammaire sont liées au fonctionnement des scripts intégrés à Protéine explorer.)


L'ASM3D construit un alignement de séquences des molécules choisies dont voici celui réalisé pour l'hémoglobine alpha (d'une longueur totale de 141 acides aminés) qui permet de comprendre le principe de construction de l'image ci-dessus.
De 1 à 4 sont indiqués les 4 molécules alignées (voir la signification des noms des molécules ci dessous). * représente la molécule parmi les 4 qui servira de référence à la représentation en 3D (Il s'agit forcement d'une des molécules alignées de 1 à 4.). ** correspond à la molécule affichée par Protéine Explorer sur laquelle les résultats de l'alignement sont visualisés, il doit donc s'agir d'une molécule au format PDB. Ici il s'agit de la molécule de code PDB : 2hhb, l'hémoglobine humaine qui renferme la chaîne alpha * et ** doivent avoir la même séquence pour obtenir un affichage pertinent.
 

Pour appliquer la coloration d'un alignement à une ou plusieurs chaînes présentent dans une molécule en comportant plusieurs, utilisez la case de désignation des chaînes à colorer du formulaire ASM3D.

Dans la molécule 2hhb.pdb, a et c désignent les 2 chaînes alpha alors que b et d correspondent aux 2 chaînes bêta.

 

Alignements au format FASTA des séquences de différentes chaînes d'hémoglobines et de la myoglobine.
(réalisés à partir du site Biology Workbench)

Pour chaque molécule, l'alignement comprend les séquences des protéines des grands primates, du macaque (un autre singe) et de la souris (un autre mammifère), ce qui peut permettre de faire d'étudier la parenté moléculaire à différentes "échelles".
Hémoglobine ALPHA
Hémoglobine BÊTA
Myoglobine
Voir comment utiliser ces données sur la page consacrée à la famille multigénique des globines.

 

 
Comparaison des molécules issues de différentes espèces, affichée sur la molécule humaine correspondante. (a.a. = acides aminés)
 

Grands singes et Homme
(Homme, Chimpanzé, Gorille, Orang-outang, Gibbon)

Primates
(Espèces Précédentes
+ Macaque)

Mammifères
(Espèces Précédentes
+ Souris)

Hémoglobine Alpha
(141 a.a.)

138 a.a. identiques
3 a.a différents ou similaires

134 a.a. identiques
7 a.a différents ou similaires 		118 a.a. identiques
23 a.a différents ou similaires
Hémoglobine Bêta
(146 a.a.)
143 a.a. identiques
3 a.a différents ou similaires 		138 a.a. identiques
8 a.a différents ou similaires 		115 a.a. identiques
31 a.a différents ou similaires
Myoglobine
(153 a.a.)
148 a.a. identiques
5 a.a différents ou similaires 		143 a.a. identiques
10 a.a différents ou similaires 		125 a.a. identiques
28 a.a différents ou similaires

 

Les images ci dessus, pour les hémoglobines alpha, bêta et la myoglobine, ont été obtenues à partir du module ASM3D de Protéine Explorer.

Ces images illustrent la parenté moléculaire entre les Hominidés et montre l'augmentation des différences entre les molécules au fur et à mesure de l'éloignement phylogénétique des espèces.

 

Si votre machine est correctement configurée, pour étudier la famille multigénique, il suffit :
 

Soit d'entrer le code PDB de la molécule à comparer dans la case de la page d'entrée puis de cliquer sur le bouton Protéine explorer. Soit de cliquer sur le lien ci-dessous pour lancer Protéine explorer ou comparator qui téléchargent automatiquement la ou les molécules indiquées.

2hhb : Hémoglobine
2mm1 : Myoglobine

  
Charger l'hémoglobine (2hhb)
Charger la myoglobine (2mm1)
Charger l'hémoglobine et la myoglobine