Protéine virale et fusion des gamètes
La reproduction sexuée implique la fusion des gamètes mâles et femelles. Une étude récente propose un modèle expliquant l’origine du gène permettant cette fusion, il proviendrait d’un virus par un transfert horizontal. Un certain nombre d’arguments semble étayer cette hypothèse sans que l’on ne puisse la valider avec certitude.
Expliquer comment cette hypothèse a pu être construite tout en montrant les limites de ce modèle.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données issues des documents et les connaissances complémentaires nécessaires.
Document 1 - Protéines de fusion des virus
La fusion d’un virus avec sa cellule hôte est permise par des protéines de fusion localisées à la surface de l’enveloppe virale. Le peptide de fusion localisé à l’extrémité de cette protéine se lie à la membrane plasmique de la cellule hôte.
Schéma montrant :
- Liaison du virus à sa cellule hôte (protéine de fusion avec peptide de fusion pointant vers la membrane de l'hôte).
- Fusion du virus et de la cellule hôte (rapprochement et fusion des membranes).
Document 2 - Protéine HAP2 des gamètes moins
Les Chlamydomonas sont des algues unicellulaires. Il existe deux types de gamètes : gamètes plus et moins. On observe à la surface de la membrane plasmique des gamètes moins chez les Chlamydomonas des protéines HAP2.
Observation au microscope de gamètes moins : Une flèche montre la localisation de la protéine HAP2 à la surface de la cellule.
Document 3 - Représentation schématique de la fusion des gamètes de Chlamydomonas
La fécondation chez Chlamydomonas correspond à la fusion des deux types de gamètes plus et moins. Cette fusion serait permise par la liaison de la protéine HAP2 localisée sur les gamètes moins avec une protéine localisée à la surface des gamètes plus.
Le schéma ci-dessous montre les étapes lors de la rencontre, l’adhésion puis la fusion des deux gamètes à l’origine de la cellule œuf.
Document 4 - Fusion des gamètes en présence d’anticorps anti-HAP2
Un anticorps, dirigé contre une portion de la protéine HAP2, permet de l’inactiver. La présence de cet anticorps n’empêche pas la mobilité ou l’adhésion des gamètes.
On place des gamètes moins liés à l’anticorps anti-HAP2 en présence de gamètes plus. On compare ces résultats avec des gamètes moins placés en présence de gamètes plus. On mesure le pourcentage de gamètes qui ont fusionné.
Données extraites du graphique :
| Temps après la mise en présence (min) |
% fusion (Gamètes plus et moins) |
% fusion (Gamètes plus et moins + anti-HAP2) |
| 0 |
0 |
0 |
| 5 |
~65 |
~5 |
| 10 |
~60 |
~10 |
| 20 |
~65 |
~15 |
| 30 |
~70 |
~18 |
Document 5 - Structure tridimensionnelle des protéines HAP2 des gamètes moins de Chlamydomonas et des protéines virales
On a étudié la structure tridimensionnelle de deux protéines : la protéine HAP2 de Chlamydomonas reinhardtii et celle d’un virus : le virus TBEV.
Le document présente la structure de HAP2 (à gauche), la protéine de fusion du virus TBEV (à droite) et leur superposition montrant une forte ressemblance structurelle.
Document 6 : Séquence d’acides aminés de la protéine HAP2
La protéine HAP2 a été identifiée chez la plupart des organismes Eucaryotes. Sa séquence a été comparée chez eux. Les acides aminés repérés par des flèches dans le document ci-dessous sont essentiels pour permettre la mise en place de la structure tridimensionnelle de cette protéine.
L'alignement présente les séquences pour :
- Chlamydomonas reinhardtii
- Saccoglossus kowalevskii
- Capitella teleta
- Tribolium castaneum
- Nematostella vectensis
- Amphimedon queenslandica
- Monosiga brevicollis
- Dictyostelium fasciculatum
- Tetrahymena thermophila
- Plasmodium falciparum
- Arabidopsis thaliana
- Cyanidioschyzon merolae
- Naegleria gruberi
- Cryptosporidium muris
- Eimeria tenella
- Toxoplasma gondii
- Leishmania major
- Trypanosoma cruzi
Légende :
... : délétion(n) : insertion de n acides aminés
MethodicAi
