Les hormones antéhypophysaires LH, FSH et TSH et l’hormone HCG sont des glycoprotéines formées par l’assemblage de deux chaînes polypeptidiques, les chaînes alpha et bêta. Ces quatre hormones diffèrent uniquement par leurs chaînes bêta qui se trouve être la chaîne responsable de la spécificité fonctionnelle de ces hormones. 

Ces hormones jouent des rôles différents dans l’organisme : les hormones LH et FSH participent au contrôle hormonal du fonctionnement de l’appareil reproducteur chez l’homme et chez la femme, l’hormone TSH stimule le fonctionnement thyroïdien. L’hormone HCG stimule le corps jaune lors d’un début de grossesse et, chez ler foetus mâle, stimule la production de testostérone par les testicules. 

Ces chaînes bêta sont codées par des gènes qui sont situés sur les chromosomes différents (chromosome 1 pour le gène de la TSH bêta, chromosome 11 pour le gène de la FSH bêta, et chromosome 19 pour les gènes de la LH bêta et de la HCG bêta). 

Plusieurs arguments permettent de dire que ces gènes forment une famille multigénique : 

- ces quatre gènes présentent la même structure globale (3 exons et 2 introns) ; 

- ces quatre gènes et les protéines pour lesquelles ils codent présentent des similitudes de séquences assez importantes :

• matrice des identités obtenue à partir des valeurs fournies par le logiciel Anagène, à partir d’une comparaison par alignement avec dicontinuité des 4 séquences nucléiques (ces valeurs peuvent varier un peu, selon la molécule qui est prise en référence, ces différences étant à relier à la méthode d’alignement avec discontinuité, et ne devant donc pas être prises en compte) :

matrice des identités obtenue à partir des valeurs fournies par le logiciel Anagène, à partir d’une comparaison par alignement avec discontinuité des 4 séquences protéiques (ces valeurs peuvent varier un peu, selon la molécule qui est prise en référence, ces différences étant à relier à la méthode d’alignement avec discontinuité, et ne devant donc pas être prises en compte) :

• au niveau protéique, on peut constater la présence de 12 résidus cystéine à des sites identiques pour les 4 hormones. Or, ces résidus, en permettant la formation des ponts disulfure, jouent un rôle essentiel dans la stabilisation de la structure tridimensionnelle de ces chaînes et donc de leurs propriétés.

• Tous les Vertébrés possèdent le gène de la LH bêta, mais seuls les Mammifères placentaires (notamment les Primates et les Equidés) possèdent le gène de la HCG bêta. On peut donc penser que le gène HCG bêta provient d’un gène LH bêta ancestral, la duplication ayant dû avoir eu lieu avant l’apparition des Primates et Equidés.

• La comparaison des protéines LH bêta et HCG bêta montre que ces deux protéines n’ont pas la même longueur : 164 acides aminés pour HCG bêta et 140 acides aminés pour LH bêta. Or, la comparaison des séquences nucléiques des gènes de ces deux hormones montre une délétion d’un nucléotide (position 402) ; cette délétion entraîne un décalage du cadre de lecture lors de la traduction, décalage qui fait disparaître le codon stop présent dans le gène de la LH (codon n°142). C’est cette mutation par délétion qui est donc responsable de l’allongement de la protéine HCG bêta par rapport à la protéine LH bêta.

• Bien que les gènes HCG bêta et LH bêta s’expriment dans des tissus différents, les hormones HCG et LH sont restées voisines puisqu’elles agissent sur les mêmes cellules cibles ovariennes.

Les hormones GH (hormone de croissance produite par l’antéhypophyse), HPRL (hormone prolactine, produite par l’antéhypophyse) et HLP (hormone lactogène placentaire produite par le placenta) ont des actions différentes mais apparentées. La HLP agit sur la glande mammaire en stimulant la synthèse protéique, comme la HPRL (toutefois plus efficace), et la GH stimule également la synthèse protéique dans de nombreux tissus. 

Ces hormones sont codées par des gènes situés sur des chromosomes différents : chromosome 6 pour le gène de la HLP, chromosome 17 pour les gènes de la GH et la HPRL. 

Les similitudes de séquences nucléiques et protéiques constatées permettent de dire que ces gènes forment une famille multigénique :

• matrice des identités obtenue à partir des valeurs fournies par le logiciel Anagène, à partir d’une comparaison par alignement avec discontinuité des 3 séquences nucléiques codantes (ces valeurs peuvent varier un peu, selon la molécule qui est prise en référence, ces différences étant à relier à la méthode d’alignement avec discontinuité, et ne devant donc pas être prises en compte) :

• matrice des identités obtenue à partir des valeurs fournies par le logiciel Anagène, à partir d’une comparaison par alignement avec discontinuité des 3 séquences protéiques (ces valeurs peuvent varier un peu, selon la molécule qui est prise en référence, ces différences étant à relier à la méthode d’alignement avec discontinuité, et ne devant donc pas être prises en compte) :

Ces 3 gènes ont donc une origine commune et sont issus d’un même gène ancestral par duplications géniques suivies de mutations différentes. 

La duplication la plus récente est celle qui est à l’origine des gènes GH et HLP. 

Tous les Vertébrés possèdent les gènes GH et HPRL, mais seuls les Mammifères placentaires possèdent le gène HLP. 

On peut donc considérer qu’une première duplication (à l’origine des gènes GH et HPRL) a eu lieu chez les premiers Vertébrés, avant que n’apparaissent les Amphibiens, et qu’une deuxième duplication a eu lieu beaucoup plus récemment, il y a environ 100 Ma.