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Division cellulaire : le gène cdc2

(Extrait de la documentation d'Anagène 2006)

Données fournies en 2006, Seconde

Unité du vivant

Universalité de l'information génétique

Division cellulaire chez les être vivants et gène cdc2

Les caractéristiques communes à tous les êtres vivants précédemment étudiés (généralité de la structure cellulaire, information génétique codée dans des molécules d’ADN de même structure), permettent d’évoquer leur origine commune. La recherche de gènes partagés par les organismes peut renforcer cette idée. Dans cette optique, le gène CDC2 est intéressant car des gènes homologues sont présents chez tous les eucaryotes.

Séquences et documents

Le thème Division cellulaire chez plusieurs Eucaryotes (Gène CDC2) de la banque des thèmes d’étude charge le fichier evol-cdc2-adn.edi qui contient des allèles du gène CDC2 chez plusieurs êtres vivants.

Documents fournis

La banque de documents du thème permet d’accéder à deux fichiers : transgeneseSP.jpg (expérience de transgenèse) et Division-SP.bmp (Levure SP en division).

Suggestion d’utilisation pédagogique

L’étude du document Expérience de transgenèse (éventuellement associé au document Levure SP en division) montre que l’insertion du CDC2 humain dans une cellule de Levure fissipare dont le gène CDC2 a été lésé, rétablit la capacité de la cellule à se diviser (figure en bas à droite du document). Ceci indique une similitude fonctionnelle entre les gènes CDC2 humain et de Levure, traduisant l’unité du monde vivant.

Cette perception de l’unité du vivant peut être renforcée par la comparaison des gènes CDC2 appartenant à différentes espèces qui conduit au tableau suivant :

 

Homme

Rat

Xénope

Drosophile

Arabidopsis

Levure

Homme

0

84,6

73,9

62,4

63,7

60,7

Rat

 

0

73,6

62,9

62,2

57,9

Xénope

   

0

63,4

60,9

59,5

Drosophile

     

0

59,6

57,3

Arabidopsis

       

0

60,5

Levure

         

0

La similitude entre les gènes CDC2 est supérieure à 60 %, ; associée à l’expérience de transgenèse elle conduit à l’idée que tous ces organismes possèdent en commun ce gène, héritage d’un gène CDC2 possédé par l’ancêtre commun à toutes ces espèces. Les différences entre ces séquences témoignent d'une évolution de ce gène à partir de la séquence de l'ancêtre commun (descendance avec modification).

La collection Unité du vivant Lycée de Phylogène comporte dans le dossier Molécules, un fichier contenant les séquences CDC2 de nombreux organismes. Elle permettrait de réaliser une phylogénie sur les bases moléculaires.

Remarques :

- Pour un élève, des similitudes de l’ordre de 60% peuvent paraître non significatives. Il faut donc rappeler ce qui a été vu au moment de l’étude de l’ADN, à savoir que si 2 séquences n’ont aucun lien entre elles, la similitude est en moyenne de l’ordre de 25 %.

- En outre, il peut paraître bizarre pour les élèves que des différences nombreuses entre les gènes n’entraînent pas de conséquences fonctionnelles. Il y a donc nécessité de rappeler que si une différence fonctionnelle est toujours liée à une différence dans la séquence, la réciproque n’est pas vraie.