Les hormones hypophysaires et placentaires
Hormones 
Information scientifiques
Outils pour enseigner
Partenaires  Recherche Synthèses Points Ressources  Démarches Biblio Sites
Mise à jour : 26/07/2007


Glossaire


Téléchargements

La famille multigénique des hormones hypophysaires et placentaires
 
Le hormones antéhypophysaires et placentaires forment deux famille multigéniques : la famille des gènes LH, FSH, TSH et HCG et la famille des gènes GH, HPRL et HLP.
La famille des gènes LH, FSH, TSH et HCG

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) :
 
LH bêta
HCG bêta
FSH bêta
TSH bêta
LH bêta
100 %
     
HCG bêta
92,5 %
100 %
   
FSH bêta
54,4 %
54,4 %
100 %
 
TSH bêta
45,5 %
46,5 %
49 %
100 %
  • 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) :
  •  
    LH bêta
    HCG bêta
    FSH bêta
    TSH bêta
    LH bêta
    100 %
         
    HCG bêta
    71,5 %
    100 %
       
    FSH bêta
    34,1 % %
    33,3 %
    100 %
     
    TSH bêta
    39,1 % %
    34,8 %
    35,5 %
    100 %

     
    • 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.
    On peut donc considérer que les similitudes constatées au niveau protéique et nucléique traduisent une origine commune pour toutes ces hormones et les gènes qui les codent. Ces gènes sont issus d’un même gène ancestral, et ils sont apparus par duplications géniques suivies de mutations indépendantes. La duplication la plus récente est celle qui est à l’origine des gènes LH bêta et HCG bêta.
    Ce qu’il est important de noter ici est que la divergence des copies dupliquées a conduit à des gènes codant pour des polypeptides ayant des fonctions différentes. 
    Gènes et hormones LH bêta et HCG bêta : 

     
    • 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.
    La famille des gènes GH, HPRL et HLP

    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) :
    GH
    HPRL
    HLP
    GH
    100 %
    HPRL
    46,3 %
    100 %
    HLP
    92,7 %
    47,1 %
    100 %

     
    • 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) :
    GH
    HPRL
    HLP
    GH
    100 %
    HPRL
    24 %
    100 %
    HLP
    85,3 %
    24,4 %
    100 %

    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.