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Pourquoi existe-t-il une telle différence dans l'expression des gènes entre les sexes ? Découvrir le secret de la compensation du dosage !
D’un point de vue biologique, les différences entre les sexes parmi les différents animaux et plantes se reflètent souvent dans des différences significatives dans leurs génomes et dans l’expression de leurs gènes. Afin de concilier les différences d’expression génétique causées par le nombre différent de chromosomes sexuels dans les organismes, ceux-ci ont développé un mécanisme de compensation de dosage. Ce phénomène ne se limite pas à une espèce particulière, mais constitue un mécanisme d’adaptation au déséquilibre de l’expression génétique entre les différents sexes dans de multiples lignées évolutives.
La compensation de dosage, le processus par lequel l’expression génétique est équilibrée entre les sexes, a de profondes implications biologiques.
Chez les humains et de nombreux autres mammifères, les cellules femelles réduisent au silence de manière aléatoire la transcription de l’un de leurs chromosomes X, garantissant ainsi qu’il soit exprimé au même niveau que celui des mâles. Dans ce cas, les deux sexes ont le même nombre effectif de chromosomes X dans leurs cellules, un exemple important d’expression génétique équilibrée.
Différents mécanismes de compensation de dosage
Les mécanismes de compensation de dosage varient selon les espèces, mais peuvent être résumés en trois formes principales : l'inactivation aléatoire du chromosome X, la double transcription d'un chromosome X mâle et l'expression réduite des deux chromosomes X chez les individus intersexués.
Inactivation aléatoire du chromosome XUne inactivation aléatoire du chromosome X a été observée chez des mammifères tels que les humains et les souris. Ce processus a été découvert pour la première fois par Murray Barr et Ewert Bertram en 1949. Ils ont décrit une structure dans les cellules femelles des mammifères, connue sous le nom de corps de Barr, qui était en fait une condensation d'un chromosome X supplémentaire.
La loi d'inactivation aléatoire du chromosome X fait que chaque cellule femelle n'exprime qu'un seul chromosome X, assurant ainsi l'équilibre de l'expression des gènes.
Double transcription d'un chromosome X
Chez des espèces comme la mouche à fruits (Drosophila melanogaster), les mâles possèdent un chromosome X et compensent en triplant la transcription de ce chromosome X. Ce mécanisme a été proposé pour la première fois par H.J. Muller en 1932, et par la suite, de nombreux scientifiques ont vérifié l'existence de ce phénomène chez les mouches à fruits.
L'expression des deux chromosomes X chez les hermaphrodites est réduite de moitié
Chez le ver Caenorhabditis elegans, les niveaux d’expression génétique des deux chromosomes X chez les hermaphrodites sont ajustés pour être réduits de moitié afin de garantir un sex-ratio équilibré. Dans ce processus, le complexe de compensation de dosage (DCC) aide à compléter ce changement, permettant à l'expression des deux chromosomes X d'être cohérente pendant le développement embryonnaire.
Autres méthodes spécifiques aux espèces
En plus des trois principaux mécanismes mentionnés ci-dessus, certains oiseaux, comme les poulets (système ZZ/ZW), ne font taire que sélectivement certains gènes du chromosome Z redondant plutôt que la combinaison entière de gènes lorsqu'ils atteignent l'équilibre de l'expression génétique. Cette méthode de compensation de dosage différente amène les poulets mâles à n'exprimer qu'une partie des gènes du chromosome Z, ce qui entraîne un silence incomplet.
Les mécanismes de compensation de dosage entre les espèces montrent comment les organismes ajustent l’expression des gènes pour s’adapter aux différences entre les sexes.
Dans l’ensemble, le mécanisme de compensation de dosage illustre la manière dont les organismes ont évolué pour relever les défis posés par les différences d’expression génétique entre les testicules et les ovaires. Cela révèle non seulement la complexité de la biologie, mais reflète également le rôle important de la sélection naturelle dans la régulation des gènes. Comme le soulignent les chercheurs, les différences d’expression génétique causées par ces mécanismes ont de profondes implications pour la survie et la reproduction des organismes, de sorte qu’une meilleure compréhension des différences de régulation génétique entre les sexes aura une incidence sur notre compréhension de la génétique et de la biologie évolutive. ?
