cloning of a Mendel gene

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locus

la localisation physique d’un gène dans le génome

phénotype pléiotropique

une situation où un seul gène affecte plusieurs caractères phénotypiques apparemment sans rapport.

conteneur en sucre des pois round et wrinkled

les poids wrinkled contiennent moins d’amidon et plus d’amylose (les deux sont à base d’amylose et d’amylopectine mais l’amidon a une structure plus en branche)

la structure des grains d’amidon

ils sont massif, insoluble dans l’eau et presque cristalin. La structrure principale qui les compose c’est l’amylopectine. Il faut une enzyme (starch-branching enzyme (SBE)) afin de créer cette structure. Dans les pois wrinkled les enzymes SBE sont absentes.

comment trouver la séquence d’une enzyme à partir de la protéine?

1. faire des anticorps pour la protéine recherchée

2. purification d’ARNm d’une cellule de pois

3. utiliser la reverse transcriptase pour en faire de l’ADNc

4. inserer ces ADNc dans des plasmides puis dans des bactéries afin qu’elles produisent les protéines

5. lyser les bactéries et tester l’anticorps dessus

6. où le test est positif, reprendre des bactéries restantes et analyser le plasmide, séquencer et c’est bon!

enzyme SBE

c’est l’enzyme qui permet de “polymériser” l’amidon, après des analyses, on s’est rendu compte qu’il était proche de la glycogen-branching enzyme.

On s’est rendu compte que dans les pois wrinkled, non seulement il y a moins de SBE mais en plus elle ne fait pas la même taille que la normale, elle est plus grande. On observe d’ailleurs aussi cette différence de taille dans la taille du gène pour ces deux enzymes. La différence entre les deux fragments s’explique par Restriction fragment length polymorphism (RFLP), ceux ci peuvent être “traqués” pour determiner si c'est des gènes sauvages ou mutants

vérifier que le gène identifié est vraiment responsable des wrinkled peas

on sait que wrinkled c’est récessif, il faudrait donc un être homozygote rr (sbe1/sbe1), on croise RR et rr et on observe. Si une plante a un phénotype wrinkled mais n’est pas rr, alors ce n’était pas le bon gène.

pourquoi sbe1 n’est pas fonctionnel

il y a une insertion, elle se situe proche d’une inverted repeats et une direct repeats (voir le schéma) ce sont des caractéristiques typiques des sites d’insertion de transposon. Il y a donc eu une insertion de transposon dans l’exon de la protéine. C’est à dire que l’ARNm est plus long mais un codon stop apparaît prématurement et raccourci la protéine. → devient non fonctionnelle

pourquoi les humains ont séléctionné positivement les pois wrinkled?

parce qu’ils ont un gout plus doux étant donné qu’ils continent plus d’amylose et moins d’amidon

mendel’s “stem length gene”

notons d’abord d’acide gibberellic (GA), dans les plantes incapables d’activer cet acide, elles sont naines. Si on supplémente ces plantes avec du GA activé, elles peuvent grandir.

C’est le locus Le qui contrôle la biosynthèse du GA, particulièrement l’étape de la 3β-hydroxylation.

mendel’s “white flower trait”

les fleurs normales sont violettes à cause des antocyanes produits. MYB or bHLH transcription factors or WD40 proteins are known regulators of anthocyanin biosynthesis.

les fleurs blanches sont alors déterminées par l’allèle récessive a qui est associé à une perte du gène bHLH de régulation. Il y a une mutation dans une zone de splicing ce qui provoque un mis-splicing. Ceci décale le cadre de lecture et provoque une terminaison de la protéine.

Mendel's 'Green Cotyledons' Factor

c’est un STAY-GREEN (SGR) gène qui fait que la graine, le pois est jaune à la place de vert 

pourquoi on a pas encore réussi à expliquer tout les 7 gènes mendeleien?

les pois ont un génome très grand qui évolue très vite. De plus il y a beaucoup de crossing over inégal à cause de nombreux transposons. → plus de réarrangement génétique, perte de gène, duplicaition de sections du génome.

Non-Mendelian Inheritance

• dominance imcomplète (avec phénotype intermédiaire)

• codominance (les deux phénotypes apparaissent)

• plusieurs allèles,

• epistasis (un gène influence l’expression phénotypique d’un autre gène, il peut causer sa suppression)

• sex linked inheritance

• gene conversion during DNA repair

• genomic imprinting