Activité 13 - Les pigments rétiniens

La vision de l’homme (Primate) est trichromate, elle repose sur le fonctionnement de 3 types de pigments rétiniens, les opsines (protéines), localisés dans les cônes.

Problématique : Comment l’étude des pigments rétiniens peut-elle nous renseigner sur les parentés chez les Primates ?

 


A - La vision trichromate

1

Expliquez ce qu'est une vision trichromate et dites quelle en est l'origine.

Livre p 352 et 353

Recenser, extraire et organiser des informations

2

Expliquez les mécanismes du daltonisme.

 

B – Les gènes des opsines

3

Comparez les trois séquences nucléotidiques des opsines.

Document 1

Anagène

Exploiter des résultats en utilisant les TIC

4

Proposez un mécanisme évolutif qui a abouti à la formation de ces opsines.

Aide : faites un schéma afin d’expliquer l’apparition des trois gènes S, M et L.

Document 2

5

Comparez l’opsine bleue chez les Primates afin de justifier l’appartenance de l’Homme à ce groupe.

Document 3

Phylogène

6

Placez sur l’arbre de parenté l’apparition du gène de l’opsine verte.

 

 

Document 1 : Les pigments des photorécepteurs : les opsines

 

Afficher l'image d'origineLes opsines S, M et L, contenues dans les trois types de cônes, sont les produits de l’expression de trois gènes localisés sur les chromosomes 7 et X. Le pigment photosensible des bâtonnets, la rhodopsine provient de l’expression d’un quatrième gène situé sur le chromosome 3. 

La comparaison des gènes codants les différents pigments rétiniens des cônes permet d’évaluer le pourcentage de ressemblance entre les séquences nucléotidiques.

 

Ouvrez avec le logiciel Anagène la séquence : genes‐Opsines.edi.

Utilisez les fonctionnalités du logiciel pour compléter le tableau des pourcentages de ressemblance :

 

Opsines

S

M

L

S

100 %

 

 

M

 

100 %

 

L

 

 

100 %

 

Document 2 : L'opsine bleue chez les Primates

 

On suppose que les gènes qui présentent des séquences nucléotidiques proches dérivent d’un gène ancestral unique qui se serait dupliqué et dont les copies auraient divergé par mutations successives.

Certaines copies peuvent également subir un déplacement sur un autre chromosome : c’est une transposition.

L’ensemble des gènes issus du même gène ancestral forment une famille multigénique.

Document 3 : L'opsine bleue chez les Primates

Parmi les Primates, on distingue :

- les singes de l'Ancien Monde (Afrique, Asie, Europe) : Bonobo, Chimpanzé, Gorille et Macaque;

- les singes du Nouveau Monde (Amérique) : Cébus (capucin), Saïmiri.

Les Primates de l’Ancien Monde sont trichromates : ils possèdent les trois types d’opsine. Les Primates du Nouveau Monde sont dichromates, ils ne possèdent que deux types d’opsine.

La comparaison des séquences des gènes des différentes espèces permet d'établir leurs relations de parenté. On suppose que deux espèces ont un ancêtre commun d'autant plus récent que les différences entre les gènes sont faibles.

Protocole Phylogène:

1 - Sélectionner la collection Primates > OK

2 - Fichier > Ouvrir > Fichier de molécules > 0psine-Bleu-Primates.aln > Ouvrir.

Il s’agit de séquences d’Acides Aminés des protéines opsines, chaque lettre correspond à un acide aminé.

3 - Sélectionner les espèces Cébus, Macaque, Gorille, Chimpanzé et Homme, puis cliquer sur matrice des distances.

Le tableau obtenu correspond aux nombres d’acides aminés différents entre les séquences comparées chez les espèces étudiées. à capture d’écran

4 - Représenter l’arbre phylogénétique qui traduit les relations de parenté entre les primates en se basant sur le gène de l’opsine bleu. à capture d’écran