Les pseudogènes (non-fonctionnels) sont-ils un produit du dessein intelligent ?

Article du mois : mars 2006

par
Howard Hershey

Objet :    | Pseudogènes
Date :     | 02 mars 2008
Message-ID :| 811b99dc-976e-45a1-8ae4-0492c3aaff15@8g2000hse.googlegroups.com

Le 24 févr., 20:53, Seanpit <seanpit@gmail.com> a écrit :
> Le 24 févr., 12:53, hersheyh <hersheyhv@yahoo.com> a écrit :

par Sean Pitman :
>>> Au début, vous affirmiez que les pseudogènes étaient des déchets non fonctionnels « poubelle »
>>> d'ADN.

par Howard Hershey :
>> La plupart des pseudogènes sont probablement initialement ou finissent par être
>> des déchets « non-fonctionnels ». Ceux qui sont *préservés* (et donc
>> observés dans les génomes actuels) ne sont pas la *majorité* des pseudogènes.
>> Ils constituent un sous-ensemble de pseudogènes.

par Sean Pitman :
> Vous êtes parfois tout à fait hilarant, Howard. D'où pensez-vous que vient le terme
> pseudogène ? Laissez-moi vous dire. C'était un terme d'abord utilisé pour
> décrire certaines séquences génétiques qui ressemblaient un peu à des gènes, mais
> qui étaient considérées comme endommagées de sorte qu'elles ne pouvaient plus
> produire de protéines et qui étaient donc considérées, à l'origine, comme non fonctionnelles.

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Je resterai officiellement agnostique quant à la question de savoir si la plupart des pseudogènes, c'est-à-dire des gènes qui possèdent ce qui *semble* être une séquence codante survenue par duplication classique simple ou par insertion d'un transcript inverse traité mais qui comporte des codons stop ou des décalages de lecture qui *empêchent*, au minimum, la traduction d'un protéine dupliquée de pleine longueur comme celle dont le duplicat modifié semble provenir.

À mon avis personnel, la plupart des pseudogènes traités, qui ne sont souvent pas transcrits dans l'un ou l'autre sens (la transcription d'un ARN anti-sens peut avoir un effet biologique) ainsi que non traduits et qui manquent des séquences d'ADN régulatrices que possédait la séquence du gène original, seront considérés comme une séquence « sans fonction ». De telles séquences, étant neutres sur le plan de la sélection, accumuleront des changements en fonction du temps écoulé depuis leur « création » en tant qu'insertion. Cela suppose que le site d'insertion ne génère pas lui-même un effet « mutagène » non lié à la séquence de l'insertion. Une insertion dans une séquence codante peut certainement avoir un effet sélectif (encore une fois, cet effet peut être bénéfique, préjudiciable ou neutre sur le plan de la sélection) sur ce gène.

*Si* un pseudogène de type traité a bien sa chaîne antisens transcrite, cela peut potentiellement avoir un « effet biologique ». Tout tel effet biologique peut être soit bénéfique, soit préjudiciable, soit neutre sur le plan de la sélection. Dans *la plupart* des cas, l'effet biologique d'un pseudogène de type traité qui apparaît naturellement sera neutre sur le plan de la sélection. Cependant, certains peuvent *initialement* être préjudiciables en raison des conséquences de l'ARN antisens réduisant le *niveau* de traduction de la séquence *réelle*. Si cela se produit, seulement de nouvelles mutations dans la séquence du pseudogène ne pourront, jusqu'à ce que beaucoup plus s'accumulent, entraîner une inversion de l'effet atténuant de l'ARN antisens. Fait intéressant, une méthode par laquelle une mutation peut entraîner une correction de cet effet de dosage consisterait en une surrégulation de la transcription du gène d'origine, conduisant à une compensation du dosage. Cela pourrait facilement mener à un état de « complexité irréductible » dans lequel la dépression de la traduction par les pseudogènes initialement délétères est devenue nécessaire pour empêcher la surtranscription du gène d'origine !

Mais ce serait une conséquence relativement rare de l'insertion de pseudogènes traités. La plupart des pseudogènes traités seront neutres sur le plan sélectif dans leurs conséquences et nous observerons un motif chronologique de perte d'identité par rapport au matériel source original. Autrement dit, les vieux pseudogènes traités auront accumulé plus de différences par rapport au matériel source original (qui accumulera lui-même des changements neutres sur le plan sélectif) que les jeunes pseudogènes traités. Seules très rarement y aura-t-il une conservation significative des séquences de pseudogène au fil du temps.

La lecture simplifiée commence ici.

Être une source de séquences codantes *possible* dans le futur n'est pas une *fonction* de la séquence au présent, car il n'existe aucun mécanisme « orienté vers un but » ou « téléologique » capable de préserver une séquence pour un usage potentiel dans le futur. La sélection naturelle, qui est le *seul* mécanisme capable de préserver une séquence face à la dérive génétique neutre, ne fonctionne pas sur l'« utilité potentielle future ». Elle ne fonctionne que sur l'utilité actuelle.

Les pseudogènes qui sont des duplicats directs ont une plus grande capacité à avoir certaines conséquences biologiquement pertinentes. Les gènes dupliqués sont, bien entendu, le moteur principal de l'évolution de nouvelles fonctions (bien que pas intentionnellement). Mais lorsqu'ils accumulent un codon stop ou un décalage de trame de sorte qu'ils ne peuvent pas produire le produit traductionnel *de pleine longueur* que la source *originale* a produit, ils deviennent, par définition, un pseudogène.

Mais, selon les sites de mutation, un duplicat qui ne peut pas produire un produit de traduction de longueur complète peut encore produire un produit de traduction partiel, un transcript complet ou partiel, un transcript inverse, et il pourrait toujours avoir des séquences régulatrices fonctionnelles. Tout cela *pourrait*, mais n'a pas besoin d'avoir *une certaine* activité biologique précisément parce que le gène source original possède ces activités biologiques. Parfois, ces activités biologiques peuvent être bénéfiques, parfois délétères, et parfois neutres par rapport à la sélection.

*Quand* une telle fonction est bénéfique, la sélection la préservera. *Quand* une telle fonction est délétère, la sélection provoquera des mutations qui compensent l'effet délétère, ce qui est généralement dû à une forme de difficulté liée à la compensation de la dose. Parfois, ces mutations compensatrices conduiront à une « complexité irréductible », comme celle décrite ci-dessus pour les pseudogènes traités, où la mutation compensatrice rend la duplication initialement délétère désormais une séquence nécessaire pour produire la bonne quantité de produit réel.

La thèse de Sean est que *la plupart* des pseudogènes sont en réalité *conçus* intelligemment afin d'accomplir une fonction souhaitable ou nécessaire. Je ne pense pas qu'il ait réellement des preuves que *la plupart* des pseudogènes qui se forment soient effectivement nécessaires. Cela exigerait plus de preuves que celles qu'il a présentées, surtout puisque cela impliquerait un biais en faveur de la préservation de ces parties d'un pseudogène qui possèdent une utilité fonctionnelle, même si cette utilité fonctionnelle ne consiste qu'en une méthode pour compenser les caractéristiques délétères de l'événement de duplication original.

Je pourrais vous expliquer comment procéder pour obtenir une analyse impartiale de l'activité des pseudogènes, mais je ne pense pas que Sean soit vraiment intéressé par cela. Et moi, franchement, je m'en fiche de quelle serait la réponse. Je n'ai aucun problème à avoir tort lorsque je dis que *la plupart* des pseudogènes ne remplissent aucune fonction biologique importante.

Sean, car il soutient que chaque et tout pseudogène *doit* être conçu intentionnellement, est celui qui a le problème. Il n'est pas suffisant pour lui de soutenir que *la plupart* des pseudogènes ont *une* fonction biologique. Il doit montrer que *tous* les pseudogènes ont une fonction utile actuellement (être présent pour une utilisation future possible n'est pas une fonction actuelle) et que *toutes* les parties du pseudogène doivent avoir la séquence particulière qu'elles ont pour accomplir la fonction particulière que le pseudogène a dans son schéma de conception.

Ce que Sean doit expliquer, c'est *pourquoi* un concepteur intelligent aurait choisi de produire ces fonctions que les pseudogènes possèdent effectivement (rappelons que les pseudogènes, par définition, ne peuvent pas produire les produits de traduction de pleine longueur suggérés par leur séquence) en générant des séquences de pseudogènes spécifiques qui ne peuvent pas être traduites. Sean doit expliquer pourquoi les pseudogènes fonctionnels doivent présenter le motif exact de mutations qui empêcherait la synthèse du produit de traduction de pleine longueur qu'ils possèdent afin d'accomplir cette fonction. Pourquoi un concepteur *intentionnellement* conceindrait-il de tels systèmes pour ressembler exactement à ce qui se produirait via un type observable d'erreur mutationnelle (duplication ou insertion par transcriptase inverse) suivi d'une mutation aléatoire produisant une mutation de perte de fonction pour le pseudogène ? Et Sean doit expliquer pourquoi les mutations dans ces pseudogènes fonctionnels existent dans un motif cohérent avec la descendance commune et avec l'apparition variable d'une dégradation plus importante de la séquence dans de nombreux pseudogènes, ce qui serait cohérent avec la dérive neutre dans la séquence codante au fil du temps. En d'autres termes, Sean doit expliquer pourquoi son concepteur.

Je n'ai aucun problème avec le fait qu'une protéine dupliquée possède une activité biologique. Je n'ai aucun problème avec le fait que les pseudogènes possèdent certains types d'activité biologique. Je soupçonne, comme la plupart des mutations, que la plupart des pseudogènes, que nous savons peuvent survenir par des mutations naturelles, seront soit neutres sur le plan sélectif, soit délétères sur le plan sélectif (principalement en raison des effets de dosage). Certains dupliqués seront immédiatement bénéfiques. Tous les organismes possédant des dupliqués peuvent subir des mutations supplémentaires pour modifier les dupliqués afin qu'ils remplissent des fonctions spécialisées, pour compenser les effets délétères, pour conserver les dupliqués qui ont des effets bénéfiques, ou pour générer une fonctionnalité modifiée des systèmes actuels. Autrement dit, les duplications ou les duplications traitées sont des événements mutationnels. La sélection déterminera le sort de ces événements.

[Extrait de diatribe, qui ne soutient pas son point de vue selon lequel la *majorité* des pseudogènes sont intentionnellement conçus pour ressembler à des duplicats défectueux d'protéines initialement entièrement traduites.]

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