QCM : Génomique comparative et médicale — 23 questions

Explication

La génomique médicale croise les données génomiques avec la génomique fonctionnelle, l’épigénomique, la protéomique et d’autres domaines pour relier les variations génétiques aux maladies et aux réponses thérapeutiques. L’ordre des gènes relève plutôt de l’analyse comparative de l’organisation génomique.

Explication

Le pangénome humain décrit la diversité génomique intraspécifique à partir d’un vaste panel de génomes humains complets. Les comparaisons entre espèces étudient plutôt la variation interspécifique.

Explication

La génomique comparative examine les gènes présents, l’organisation des éléments génomiques et les séquences génomiques. Les autres ensembles proposés mélangent des données physiologiques, écologiques ou culturelles qui ne constituent pas les éléments génomiques comparés.

Explication

Les éléments génomiques contraints sont probablement fonctionnels, car leur conservation suggère que certaines modifications sont défavorisées par la sélection. Les innovations propres à une espèce et les variants propres aux populations ou aux individus correspondent à d’autres catégories évolutives.

Explication

La génomique personnelle et médicale relie les génotypes aux phénotypes et analyse les bases génétiques des maladies et de la pharmacoréponse. La génomique évolutive s’intéresse plutôt aux tendances de l’évolution.

Explication

L’homologie désigne une relation de descendance à partir d’un ancêtre commun. Elle indique l’origine évolutive partagée, tandis que l’orthologie et la paralogie précisent ensuite le mécanisme ayant séparé les gènes.

Explication

Les orthologues résultent de la séparation de lignées par spéciation. Les paralogues, en revanche, apparaissent lorsqu’une duplication produit plusieurs copies d’un gène dans une lignée.

Explication

La duplication génique offre plusieurs copies susceptibles de diverger, si bien que les paralogues peuvent évoluer vers de nouvelles fonctions. Les orthologues conservent généralement une fonction comparable entre espèces.

Explication

L’identification d’un orthologue dans un organisme modèle peut aider à prédire la fonction et la localisation cellulaire du nouveau gène, voire à transférer des connaissances sur des interactions protéine-protéine. La seule position chromosomique ne suffit pas à établir sa fonction.

Explication

La néofonctionnalisation désigne l’évolution d’une copie vers une fonction nouvelle, tandis que l’autre peut conserver la fonction initiale. La répartition des fonctions ancestrales correspond plutôt à la complémentation.

Explication

Les outparalogues résultent d’une duplication antérieure à la spéciation considérée. Les inparalogues, en revanche, proviennent d’une duplication postérieure à la séparation des espèces.

Explication

Le nombre d’inparalogues présents dans les espèces comparées détermine notamment les relations orthologiques un-à-un ou un-à-plusieurs. Une disparition de copies ou une absence d’homologie ne produit pas ce changement de catégorie.

Explication

Les approches par graphes comparent les protéines entre elles, représentent leurs similarités dans un graphe, puis analysent celui-ci pour identifier des relations d’homologie. Un arbre des espèces relève plutôt des méthodes phylogénétiques.

Explication

La méthode exige une réciprocité : chaque protéine doit être le meilleur résultat de comparaison de l’autre entre les deux protéomes. Un meilleur résultat dans une seule direction ne constitue donc pas un Reciprocal Best Hit.

Explication

Les méthodes phylogénétiques alignent plusieurs homologues, construisent un arbre de gènes, le confrontent à l’arbre des espèces et réconcilient ces arbres. La recherche de meilleurs résultats réciproques correspond à une autre approche.

Explication

MUMmer est adapté aux petits génomes, Minimap2 est très rapide mais moins sensible, et Cactus est précis au prix d’un calcul coûteux. BLASTZ ou LastZ constitue une solution pour les grands génomes avec un compromis entre sensibilité et vitesse.

Explication

Le chaining regroupe des alignements compatibles dans un ordre cohérent et les relie par des espaces. La sélection du meilleur alignement pour chaque région correspond plutôt au netting.

Explication

Le netting sélectionne, pour chaque région génomique, le meilleur alignement parmi les alignements chaînés. La construction d’ensembles ordonnés reliés par des espaces décrit le chaining, qui intervient en amont.

Explication

PhyloP détermine si un nucléotide évolue plus vite ou plus lentement que prévu, alors que phastCons estime la probabilité qu’il appartienne à un élément conservé en considérant ses voisins. Confondre ces méthodes revient à attribuer à phastCons une mesure ponctuelle de vitesse évolutive qui correspond à PhyloP.

Explication

GERP attribue un score de conservation à chaque position, puis identifie des éléments conservés formés de segments de bases conservées. L’estimation de l’appartenance d’un nucléotide à un élément en fonction des sites voisins décrit plutôt phastCons.

Explication

La synténie désigne la conservation de l’ordre des gènes entre des génomes comparés. La simple présence de gènes sur un même chromosome correspond à une colocalisation, qui ne renseigne pas nécessairement sur leur ordre.

Explication

Cette approche part de gènes orthologues ou de marqueurs, les localise sur les chromosomes, examine leur colocalisation selon des critères définis et représente les blocs obtenus. L’alignement direct des séquences génomiques correspond à une seconde approche de recherche de synténie.

Explication

Chez l’humain et la banane, les orthologues restent les caractéristiques génomiques les plus conservées, mais la divergence des lignées remonte à environ 1,5 milliard d’années. Cette séparation ancienne empêche une conservation globale significative de l’ensemble des génomes.