QCM : Complexification des génomes (25 questions)

Explication

Les gènes Hox déterminent l’identité des segments embryonnaires et contrôlent ainsi la formation d’appendices comme les antennes, les pattes et les ailes. La duplication des chromosomes relève d’un autre mécanisme, la fabrication directe des appendices ne décrit pas leur rôle, et la symétrie ne constitue pas ici la fonction ciblée.

Explication

L’homéoboîte est transcrite puis traduite en un homéodomaine d’environ 60 acides aminés qui se fixe à l’ADN et permet à la protéine Hox de réguler des gènes cibles. L’homéoboîte est la séquence codante, la séquence régulatrice appartient aux gènes cibles et l’option portant sur la protéine entière omet le rôle précis de l’homéodomaine.

Explication

Les gènes d’une famille Hox dérivent d’un gène ancestral par duplications successives, puis les copies divergent par mutations et se spécialisent. L’option qui inverse duplication et divergence inverse le processus, la fusion de génomes n’est pas le mécanisme indiqué, et des mutations seules n’expliquent pas la multiplication des copies.

Explication

Des organismes peuvent avoir des gènes de développement presque identiques et différer par le moment, le lieu ou la quantité de leur expression. Des séquences codantes différentes ne sont donc pas requises, et un changement du nombre de chromosomes ou de séquence protéique ne découle pas de ce constat.

Explication

Les différences morphologiques associées à l’expression des gènes de développement proviennent surtout de mutations des séquences régulatrices, qui modifient leur expression plutôt que la protéine codée. Une mutation codante concerne la protéine, tandis qu’un gène sans rôle régulateur ou une modification de protéine sans changement d’expression n’explique pas aussi directement le phénomène ciblé.

Explication

La polyploïdie désigne la présence de plus de deux lots de chromosomes ; quatre lots correspondent à une tétraploïdie. La diploïdie comporte deux lots, la triploïdie trois, et l’allopolyploïdie renvoie à l’association de génomes de deux espèces.

Explication

Les lots s’additionnent : $2n+n=3n$, et le zygote triploïde est généralement stérile. Le résultat $4n$ correspondrait à la fusion de deux gamètes $2n$, tandis que $2n$ résulte de deux gamètes $n$.

Explication

Après le doublement, chaque chromosome dispose d’un homologue avec lequel s’apparier en méiose ; l’hybride peut alors devenir fertile et isolé reproductivement des espèces parentales. La séparation des génomes ou la perte d’homologues ne rend pas compte de ce rétablissement.

Explication

L’autopolyploïdisation double les chromosomes au sein d’une même espèce, sans hybridation. L’allopolyploïdisation associe au contraire les génomes de deux espèces différentes.

Explication

Une endosymbiose est une association à bénéfices réciproques dans laquelle un organisme vit à l’intérieur d’un autre. Le parasitisme ne désigne pas une relation à bénéfices mutuels, et une phagocytose digestive ne correspond pas à la conservation de l’organisme ingéré.

Explication

La théorie de l’endosymbiose est attribuée à Margulis en 1967. Elle propose que les mitochondries et les chloroplastes dérivent de bactéries libres phagocytées puis conservées par une cellule eucaryote ancestrale.

Explication

Dans le scénario endosymbiotique, l’hôte apporte abri et nutriments, tandis que la bactérie fournit notamment de l’énergie ; la perte ou le transfert de gènes accompagne sa transformation en organite. L’option « conserve tous ses gènes » omet cette réduction génomique.

Explication

Les séquences d’ADN mitochondrial se rapprochent de celles des alpha-protéobactéries, tandis que celles des chloroplastes se rapprochent des cyanobactéries. L’association inverse intervertit les groupes bactériens correspondant aux deux organites.

Explication

La seconde endosymbiose place le plaste sous quatre membranes, et l’algue rouge réduite conserve un nucléomorphe situé entre les membranes du plaste. Les deux membranes correspondent à la première endosymbiose, tandis que les localisations dans le noyau ou la mitochondrie confondent les compartiments.

Explication

Les quatre génomes sont portés par le noyau, le nucléomorphe, la mitochondrie et le plaste. En compter trois revient à omettre l’un des génomes distincts, et la paroi cellulaire ne figure pas parmi les compartiments concernés.

Explication

Le transfert horizontal fait passer des gènes entre individus déjà existants, souvent d’espèces différentes, sans reproduction. Le transfert vertical suit la relation parents-descendants, tandis qu’une mutation fait apparaître une variation plutôt qu’elle ne transmet un gène entre bactéries.

Explication

La conjugaison repose sur le contact par un pilus et le transfert d’une copie du plasmide de la donneuse à la receveuse. La transformation implique de l’ADN libre, tandis que la transduction mobilise un bactériophage.

Explication

Lors de la transformation, une bactérie capte de l’ADN libre provenant de bactéries mortes et l’intègre à son chromosome. La conjugaison transfère un plasmide par contact, la transduction fait intervenir un bactériophage et la mutation ne correspond pas à l’acquisition d’ADN libre.

Explication

La mutation fait apparaître le gène de résistance dans une bactérie, puis le transfert horizontal le diffuse à d’autres bactéries, y compris d’autres espèces; les antibiotiques favorisent son maintien par sélection. La mutation ne réalise pas elle-même cette diffusion, et la sélection ne transporte pas le gène d’une cellule à l’autre.

Explication

La syncytine provoque la fusion des cellules du trophoblaste, qui forment une couche continue appelée syncytiotrophoblaste. La formation de vaisseaux, la séparation des cellules et une barrière sans fusion ne correspondent pas à ce mécanisme.

Explication

La présence de syncytine chez tous les grands primates et les singes indique un transfert chez un ancêtre commun, puis une transmission verticale du gène. L’hypothèse d’acquisitions indépendantes ou d’une diffusion horizontale entre espèces contemporaines ne rend pas compte de cette histoire.

Explication

La ressemblance de séquence avec le gène env de rétrovirus constitue un indice de l’origine virale de la syncytine. Une origine végétale, une fonction de réplication ou une acquisition récente entre primates ne découle pas de cette ressemblance.

Explication

Agrobacterium tumefaciens transfère un fragment de son plasmide, le T-DNA, dans le génome des cellules végétales, ce qui peut provoquer des galles. Une infection virale, des gènes fongiques ou un transfert du végétal vers la bactérie désignent d’autres mécanismes.

Explication

Le génome de la patate douce contient naturellement des gènes d’Agrobacterium sous forme de T-DNA, ce qui en fait une plante naturellement transgénique cultivée depuis des millénaires. L’ajout en laboratoire, l’origine fongique et la simple présence de bactéries ne décrivent pas cette caractéristique.

Explication

Le puceron possède dans son génome des gènes d’origine fongique permettant la synthèse de caroténoïdes, pigments responsables de ses couleurs rouge ou verte. Une origine bactérienne ou virale confond la provenance des gènes, tandis que l’accumulation de pigments végétaux ne correspond pas au mécanisme décrit.