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GÉNÉTIQUE ET ÉVOLUTION

Exercice d'application

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Génétique et évolution

Le placenta est un organe transitoire, lors de la grossesse, dont la fonction première est d’assurer les échanges entre le fœtus et sa mère. On cherche à expliquer son origine.

Expliquez pourquoi les scientifiques lient les caractéristiques du placenta de la lignée humaine à un transfert latéral de gènes.

Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.

Document 1 - Le placenta humain

Ce tissu d’origine fœtale est issu des cellules de l’embryon, les trophoblastes. Ceux-ci font partie des rares cellules de l’organisme humain capables de fusion cellulaire. Environ 6 jours après la fécondation, les trophoblastes fusionnent en un tissu (le syncytiotrophoblaste) plurinucléé permettant l’implantation de l’embryon dans la muqueuse utérine.

À partir du 15^e jour qui suit la fécondation, se développent les villosités choriales, véritables unités fonctionnelles du placenta. Elles sont parcourues par des vaisseaux fœtaux et baignent dans le sang maternel ou s’ancrent dans l’utérus maternel. Le syncytiotrophoblaste est un tissu essentiel, en contact direct avec le sang maternel ; il assure des fonctions d’échange (O₂, CO₂, nutriments, hormones, etc.) entre la mère et le fœtus.

Document 2 - Comparaison de la séquence de la protéine MSRV de l’enveloppe du virus HERV-W et de la syncitine du placenta humain.

La protéine virale correspond à la séquence notée Query et la syncitine à celle notée Sbjct. Les acides aminés communs sont présentés en code une lettre, entre les deux séquences. La partie de la séquence capable de s’insérer dans la membrane plasmique d’une cellule est indiquée par une barre noire.

Document 3 - Expression du gène de la syncitine dans différents tissus humains.

Les ARN extraits de cellules de différents tissus humains (pistes 1 à 10) sont soumis à une électrophorèse avant d’être mis en contact avec une sonde radioactive correspondant à un ADN simple brin correspondant au gène de la syncitine, avant visualisation sur un film photographique.

Lignes - 2 : cœur, 3 : cerveau ; 1 et 4 : placenta ; 5 : poumons ; 6 : foie ; 7 : muscles squelettiques ; 8 : rein ; 9 : pancréas ; 10 : rate.

Ligne B-actin : référence permettant de comparer les quantités d’ARN soumis à l’électrophorèse.

Document 4 - Présence du gène de la syncitine dans différentes espèces.

L’ADN de différentes espèces est soumis à une électrophorèse avant d’être mis en contact avec une sonde radioactive correspondant à un ADN simple brin correspondant au gène de la syncitine, avant visualisation sur un film photographique.

Lignes – 1 : humain ; 2 : singe rhésus (singe de l’ancien monde); 3 : rat ; 4 : souris ; 5 : chien ; 6 : vache ; 7 : lapin ; 8 : poulet ; 9 : levure.

Kb : millier de paires de bases

Document 5 - Expérience d’obtention de syncitium

Des cellules utérines humaines sont infectées par un vecteur viral dans lequel est inséré un gène non fonctionnel de la syncitine humaine (image de gauche) ou un gène fonctionnel de la syncitine humaine (image de droite).

Document 6 - Arbre évolutif des rétrovirus s’étant intégré dans le génome humain.

Les noms des rétrovirus sont indiqués au-dessus des flèches matérialisant la période où l’intégration virale a eu lieu.

Des cellules utérines humaines sont infectées par un vecteur viral dans lequel est inséré un gène non fonctionnel de la syncitine humaine (image de gauche) ou un gène fonctionnel de la syncitine humaine (image de droite).

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