Enolase et origine de la vie (Evolution moléculaire et famille multigénique) et PE

L'Enolase et l'origine de la vie.

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

Stabilité et variabilité des génomes et évolution

Activités envisageables.

L'apport de l'étude des génomes : les innovations génétiques

Au sein d’une espèce, le polymorphisme des séquences d'ADN résulte de l’accumulation de mutations au cours des générations. Suivant leur nature et leur localisation, les mutations (substitution, addition ou délétion d’un ou plusieurs nucléotides) ont des conséquences phénotypiques variables.
Au sein du génome d’une espèce, les similitudes entre gènes (familles de gènes) sont interprétées comme le résultat d’une ou plusieurs duplications d’un gène ancestral.
La divergence des gènes d’une même famille s’expliquent par l’accumulation de mutations. Dans certains cas ces processus peuvent conduire à l’acquisition de gènes correspondant à de nouvelles fonctions.
Les innovations génétiques sont aléatoires et leur nature ne dépend pas des caractéristiques du milieu.

.../...

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.

Etude sommaire de stades embryonnaires de différents vertébrés. Utilisation de pièces anatomiques pour établir les relations de parenté entre les vertébrés. Comparaison de séquences nucléotidiques et protéiques : comparaison de différents allèles d’un gène, comparaison des gènes d’une famille multigénique (hémoglobines et myoglobine, gènes homéotiques, etc.)

Utilisation de logiciels de traduction pour étudier les conséquences des mutations sur les protéines.

.../...

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.

L'évolution de l'énolase : d'après le tutoriel de l'ASM3D de PE et du site Biology Workbench

L'Alignement de Séquence Multiple 3D (ASM3D) 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 et ainsi de faire apparaître les notions spécifiques du programme concernant les familles multigéniques et certains aspects des mécanismes évolutifs concernant ces familles.

Avant une première utilisation, familiarisez vous d'abord avec l'outil ASM3D avec le tutoriel spécifique.

L'Enolase est une enzyme de la glycolyse, réaction du métabolisme partagé par les êtres vivants. La séquence des enzymes peut être comparée chez des epèces très diversifiées.

Alignements au format FASTA des séquences de la séquence des énolases de différentes espèces.

Espèces étudiées.

Alignements des séquences des différentes énolases.

L'ASM3D permet de comparer les séquences de 14 espèces couvrant l'essentiel de la diversité des êtres vivants.

Copier et coller toutes les séquences dans la boîte d'Alignement du formulaire ASM3D puis,

Copier et coller la séquence de la levure (>ENO_LEVURE) dans la boîte à séquence 3D du formulaire ASM3D.

Bactéries : Methanobacterium thermoautotrophicum

Bacillus subtilis

Escherischia coli

Champignons : Saccharomyces cerevisiae
(levure du boulanger)

Candida albicans
(Agent du muguet)

Végétaux Oryza sativa (Riz)

Lycopersicon esculentum (Tomate)

Arthropodes : Homarus gammarus (Hommard)

Drosophila melanogaster (Drosophile)

Vertébrés : Alligator mississipiensis (Alligator)

Gallus gallus (Poule)

Anas platyrhyncos (Canard)

Mus musculus (Souris)

Homo sapiens (Homme)

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Elles présentent une partie commune dans leurs séquences et une partie variable. Ce sont les acides aminés du site actif de l'enzyme qui sont particulièrement conservés au cours de l'évolution.

Si votre machine est correctement configurée, pour étudier les molécules, il suffit de :

Entrer les codes PDB d'une des molécules à étudier dans la case de la page d'entrée puis de cliquer sur le bouton Protéine explorer.

Cliquer sur le lien ci-dessous
pour lancer Protéine explorer qui télécharge
automatiquement la molécule indiquée.

4enl : Enolase de levure

Charger l'Enolase de levure (4enl.pdb)

Entrer les codes PDB d'une des molécules à étudier dans la case de la page d'entrée puis de cliquer sur le bouton Protéine explorer.	ou	Cliquer sur le lien ci-dessous pour lancer Protéine explorer qui télécharge automatiquement la molécule indiquée.
4enl : Enolase de levure		Charger l'Enolase de levure (4enl.pdb)