Evolution moléculaire, les (hémo et myo) globines des mammifères.

La page fournit :

Des extraits des programmes officiels indiquant les parties pouvant être abordées à partir d'outils de visualisation de molécules tel que Protéine Explorer.
Des images illustrant ces textes réalisées avec Protéine Explorer.
Des images des fonctionnalités de Protéine Explorer ayant servis à obtenir l'aspect de la molécule présentés sur les images.
(Cette liste n'est pas exhaustive, elle n'indique que quelques fonctions de PE.)
Des liens qui lancent directement Protéine Explorer et télécharge automatiquement via Internet les molécules indiquées.
(Ceci ne fonctionne que si la configuration de votre machine est complète.)

Extrait du B.O. n°5 du 30 Août 2001 - Programme officiel de Terminale S - SVT

Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles- Phylogénèse - Evolution

Activités envisageables.

Etude de trois exemples de relations entre mécanismes de l’évolution et génétique

Les innovations génétiques peuvent être favorables, défavorables ou neutres pour la survie de l’espèce.

- Parmi les innovations génétiques seules celles qui affectent les cellules germinales d’un individu peuvent avoir un impact évolutif
Les mutations qui confèrent un avantage sélectif aux individus qui en sont porteurs ont une probabilité plus grande de se répandre dans la population.

- Des mutations génétiques peuvent se répandre dans la population sans conférer d’avantage sélectif particulier (mutations dites neutres).

Etude de l’exemple du paludisme et de la fréquence de l’allèle ß S de la globine ou du mélanisme de la phalène du bouleau.

Comparaison de molécules homologues de différentes espèces, ayant les mêmes propriétés. Exemple : les hémoglobines de mammifères.

Comparaison des caractères crâniens du foetus de Chimpanzé et du foetus humain.
Acquisition plus tardive du caractère opposable du pouce chez le Chimpanzé que chez l’Homme.
Comparaison de la durée du développement embryonnaire du système nerveux central de l’Homme et du Chimpanzé.

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

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

Ici, est représenté sur la Myoglobine humaine (fichier 2mm1.pdb). La comparaison des séquences de différentes myoglobines provenant des différents vertébrés montre qu'elles possèdent 23 acides aminés en commun situés pour la plupart autour de l'hème.
(L'image est une capture d'écran, aucun lien n'est donc actif sur celle ci.)

L'ASM3D construit un alignement de séquences des molécules choisies à partir de données qui lui sont fournies (voir ci dessous) et affiche les résultats sur une molécule au format PDB, ici 2mm1.pdb. Cette molécule (2mm1) est une myoglobine ayant subie 2 mutations par rapport à la séquence normale de la myoglobine humaine.
Lors de l'affichage de l'alignement Protéine Explorer constate ainsi que 2 acides aminés de la séquence humaine n'ont pas d'équivalent sur la molécule 2mm1 et les affiche en rose.

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

>HBA_CACHALOT VLSPADKTNVKAAWAKVGNHAADFGAEALERMFMSFPSTKTYFSHFDLGHNSTQVKGHGKKVADALTKAVGHLDTLPDALSDLSDLHAHKLRVDPVNFKLLSHCLLVTLAAHLPGDFTPSVHASLDKFLASVSTVLTSKYR >HBA_CHEVAL VLSAADKTNVKAAWSKVGGHAGEYGAEALERMFLGFPTTKTYFPHFDLSHGSAQVKAHGKKVGDALTLAVGHLDDLPGALSNLSDLHAHKLRVDPVNFKLLSHCLLSTLAVHLPNDFTPAVHASLDKFLSSVSTVLTSKYR >HBA_CHIEN VLSPADKTNIKSTWDKIGGHAGDYGGEALDRTFQSFPTTKTYFPHFDLSPGSAQVKAHGKKVADALTTAVAHLDDLPGALSALSDLHAYKLRVDPVNFKLLSHCLLVTLACHHPTEFTPAVHASLDKFFAAVSTVLTSKYR >HBA_CHIMPANZE VLSPADKTNVKAAWGKVGAHAGEYGAEALERMFLSFPTTKTYFPHFDLSHGSAQVKGHGKKVADALTNAVAHVDDMPNALSALSDLHAHKLRVDPVNFKLLSHCLLVTLAAHLPAEFTPAVHASLDKFLASVSTVLTSKYR >HBA_COCHON VLSAADKANVKAAWGKVGGQAGAHGAEALERMFLGFPTTKTYFPHFNLSHGSDQVKAHGQKVADALTKAVGHLDDLPGALSALSDLHAHKLRVDPVNFKLLSHCLLVTLAAHHPDDFNPSVHASLDKFLANVSTVLTSKYR >HBA_HOMME VLSPADKTNVKAAWGKVGAHAGEYGAEALERMFLSFPTTKTYFPHFDLSHGSAQVKGHGKKVADALTNAVAHVDDMPNALSALSDLHAHKLRVDPVNFKLLSHCLLVTLAAHLPAEFTPAVHASLDKFLASVSTVLTSKYR >HBA_LAPIN 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Voir comment utiliser ces données sur la page consacrée à la famille multigénique des globines.
Les données ci dessus pour les hémoglobines alpha et bêta ont été utilisées dans le module ASM3D de Protéine Explorer pour afficher la comparaison de chaque molécule avec l'hémoglobine humaine et l'afficher sur la molécule 2hhb.pdb. Il en ressort que plus l'espèce est éloignée phylogénétiquement de l'espèce humaine, plus son hémoglobine diffère de l'hémoglobine humaine.
*Truc* : Il es possible d'appliquer la coloration d'un alignement à deux chaînes simultanément en utilisant la case de désignation de 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.

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 l'un des liens ci-dessous pour lancer Protéine comparator qui télécharge automatiquement la molécule indiquée.
2hhb : Hémoglobine Humaine 2mm1 : Myoglobine humaine 1dwr : Myoglobine de Cheval		Charger l'hémoglobine humaine (2hhb) Charger la myoglobine humaine (2mm1) Charger la myoglobine de Cheval (1dwr)