vision primates

La vision retrouvée des primates

La vision des couleurs repose sur la possession d’une diversité de pigments photosensibles, appelées opsines. La diversité de la vision des couleurs constatée chez les vertébrés illustre la grande plasticité du génome : si la plupart des mammifères ne percoivent que 2 couleurs (dichromates) , certaines espèces du groupe des primates ont pu retrouver une bonne perception des couleurs (trichromates) ! Ta mission : A partir de l'étude des documents et de tes connaissances, détermine et expose les processus génétiques qui ont pu permettre à certains primates de retrouver une vision trichromatique. Ton compte-rendu doit contenir : -> les pourcentages de similitudes entre les 4 gènes des pigments humains (tableau de comparaison + phénogramme) afin de discuter de leur parenté avec geniegen2 ; -> sur l'arbre phylogénétique, les êtres vivants dichromates et trichromates avec les deux moments où un 3ième pigment est apparu au cours de l'évolution des primates ; -> un scénario évolutif complet de la famille des gènes des opsines avec les termes : mutation et duplication en explicant l'origine de ce dernier et les conséquences sur la diversité génétique.

La capacité à percevoir des couleurs

La rétine humaine est un tissu nerveux qui renferme notamment des cellules photoréceptrices de deux types : les cônes et les bâtonnets. Les cônes sont responsables de la vision des couleurs ; les bâtonnets ne permettent pas la vision des couleurs mais sont très sensibles à la lumière et permettent une vision en très faible éclairement. Les cônes synthétisent un pigment appelé opsine ; il existe trois types de cônes en fonction du pigment qu'ils synthétisent : les cônes à opsine S (short ou bleue), opsine M (medium ou verte) et ospine L (long ou rouge), ces différents opsines différant par leur spectre d'absorption. Les bâtonnets, cellules synthétisant la rhodopsine, très sensible à la lumière, présente une bande d'absorption large dans la réion visible du spectre.

Une diversification des opsines chez les primates

La vision des couleurs chez les primates

Le cébus, un singe du nouveau Monde

L'ALOUATE, un singe du nouveau Monde

Chez les Primates, la vision des couleurs dépend d'une famille de protéines, les opsines. L'Homme et les singes de l'Ancien Monde ( primates d'Afrique, d'Asie et d'Europe) possèdent trois gènes différents codant 3 opsines différentes responsables de la vision des couleurs : S, M et L situés sur les chromosomes 7 et X. La présence de ces trois opsines permet la vision dans les courtes, moyennes et grandes longueurs d'onde: ces Primates sont trichromates. Les singes du Nouveau Monde (primates d'Amérique) possèdent le gène S sur le chromosome 7 et un seul autre gène, dont il existe trois allèles différents, sur le chromosome X. Les singes mâles sont donc dichromates et les femelles soit dichromates, soit trichromates.

Le cas de l'humain

Matrice des différences

Exemple de schénario évolutif

Le Cébus, un singe du Nouveau Monde

Le Cébus, un singe du Nouveau Monde

L'alouate, un singe du Nouveau Monde

L'humain, un primate de l'Ancien Monde

Matrices des différences

La comparaison des séquences des gènes codant les opsines S (opsines bleue), M (opsines verte) et L (opsines rouge) chez l'Homme permet de calculer le pourcentage de différences entre ces trois gènes. Il est possible de réaliser cette comparaison à l'aide du logiciel geniegen2

Ouvrir la séquence des opsines de l'Homme - Sélectionner le fichier "opsines-ADN. edi" Sélectionner les séquences des opsines -Choisir les séquences une à une en cliquant sur leur nom. - Il est possible de supprimer la séquence de la rhodopsine (clic droit) -N'oubliez pas d'aligner les séquences Choisir les options dans affichage - Choisir Tableau de comparaison et phénogramme Sur Phylogene (nos applications éducatives) Etablir des liens de parenté entre différents primates :: Homme, Chimpanzé, Macaque Saimri en comparant les séquences nucléotidiques de l'opsine bleue (opsine S) présente chez tous les primates -> Choisir la collection Archontes puis onglet Fichier -> ouvrir fichier de molécules (ED) -> Opsine-Bleu-Primates.aln

Exemple de scénario évolutif

On admet que lorsque deux séquences protéiques présentent plus de 20% de similitudes ou lorsque deux séquences nucléotidique présentent plus de 40% de similitudes, ces similitudes ne peuvent être dues au hasard et témoignent d'une parenté entre les séquences. Les séquences sont alors qualifiées de séquences homologues. Pour expliquer les homologies entre gènes différents ou protéines différentes chez une même espèce, les biologistes proposent le scénario suivant: un gène ancestral subit une duplication, et les duplicatas évoluent de façon indépendante, en fixant des mutations différentes: ils constituent ce que l'on appelle une famille multigénique.

Une duplication est la fabrication d'une copie d'un gène. Une transposition est le transfert d'un duplicata en un autre emplacement. Ca peut se faire sur le même chromosome ou sur un autre chromosome; dans ce dernier cas on dit qu'il y a translocation.

Anomalies de méiose :Un enjambement inégal lors de la méiose

Des erreurs lors de la méiose peuvent aboutir à la duplication de régions chromosomiques. Un enjambement inégal ou crossing-over inégal, lors de la prophase I de la méiose par exemple, peut donner un chromosome portant une perte de portion de chromatides et un autre avec une duplication d'un gène particulier.