Origine de la réduction (ou disparition) des membres chez les serpents

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Génétique et évolution
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2018 | Académie : France métropolitaine

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France métropolitaine &bull Juin 2018

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 spécifique &bull 5 points

Origine de la réduction (ou disparition) des membres chez les serpents

&nbsp À partir de l&rsquo étude des documents et des connaissances, expliquez l&rsquo origine de la réduction ou de la perte des membres chez les serpents.

Document de référenceArbre phylogénétique simplifié de quelques vertébrés

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document&nbsp 1 Expression du gène Sonic HedgeHog (Shh) dans&nbsp les&nbsp ébauches de membres postérieurs à&nbsp différents stades du développement embryonnaire d&rsquo un lézard et d&rsquo un python

Le gène Shh est un gène du développement participant à la formation des membres antérieurs et postérieurs des vertébrés.

Lézard

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Python

&copy Francisca Leal et Martin J. CohnsvtT_1806_07_02C_02a

Les pointillés délimitent l&rsquo ébauche du membre postérieur de l&rsquo embryon.

Les taches noires correspondent aux zones d&rsquo expression du gène Shh.

Leal et Cohn, Current Biology, 26, 2017

document&nbsp 2 Rôle de ZRS, séquence d&rsquo ADN régulatrice du gène Shh

Manipulations génétiques

Expression du gène Shh par localisation de&nbsp l&rsquo ARNm de Shh (zones sombres) dans les&nbsp bourgeons de membres antérieurs d&rsquo embryons de souris âgés de 10,5&nbsp jours

Témoin&nbsp : séquence ZRS de souris non&nbsp modifiée (mZRS)

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Suppression de la séquence ZRS de souris (mZRS)

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&nbsp

Insertion de la séquence ZRS de&nbsp python (pZRS) en remplacement de la séquence ZRS de souris (mZRS)

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&nbsp faible quantité d&rsquo ARNm de Shh mesurée

Kvon et al., Cell, 167, 2016

document&nbsp 3 Représentation schématique de la séquence ZRS de différents vertébrés

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Kvon et al., Cell, 167, 2016

document&nbsp 4 Réactivation de la séquence ZRS de souris &laquo &nbsp serpentisées&nbsp &raquo par génie génétique

La séquence pZRS(r) est obtenue par génie génétique en insérant la portion E1 de la séquence ZRS de souris dans la séquence ZRS du python.

Séquences ZRS insérées en remplacement de la séquence ZRS de souris

Activité

de ZRS

Phénotype des souris

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&ndash

Souris &laquo &nbsp serpentisées&nbsp &raquo &nbsp : membres antérieurs

et postérieurs atrophiés

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+

Membres antérieurs

et postérieurs normalement développés

Kvon et al., Cell, 167, 2016

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

Le document de référence indique que la réduction ou la perte des membres chez les serpents a été acquise durant l&rsquo évolution de leur lignée à partir d&rsquo un ancêtre possédant des membres. Le sujet consiste, à partir des documents, à préciser les caractéristiques des innovations génétiques survenues dans la lignée des serpents qui en sont la cause.

Même si les informations sur la séquence codante du gène Shh ne sont pas directement fournies, il faut bien saisir qu&rsquo elle n&rsquo est pas en cause. Ce ne sont pas des mutations de la séquence codante du gène Shh dans la lignée des serpents qui ont entraîné l&rsquo atrophie des membres.

Ce sont des mutations d&rsquo une séquence régulatrice du gène Shh affectant l&rsquo expression du gène qui sont en cause, et c&rsquo est cela qu&rsquo il faut établir. La notion de séquence régulatrice n&rsquo est pas explicite dans le programme, mais le document&nbsp 3 donne l&rsquo information nécessaire sur sa fonction.

Dans cet ensemble de documents, on révèle l&rsquo expression du gène Shh par la présence ou non dans les bourgeons des membres de l&rsquo ARNm du gène Shh. Sa présence indique que le gène s&rsquo exprime.

Mobiliser ses connaissances

S&rsquo agissant des gènes impliqués dans le développement, des formes vivantes différentes peuvent résulter de variations dans la chronologie et l&rsquo intensité d&rsquo expression de gènes plus que d&rsquo une différence génétique de la séquence codante de ces gènes.