Determinisme du sexe chez les abeilles
Chez les abeilles domestiques (Apis mellifera), la reine pond des œufs qui sont ou non fécondés donc diploïdes ou haploïdes. Les œufs diploïdes donnent des femelles, les haploïdes des mâles (ou faux-bourdons), mais en réalité le mécanisme est plus complexe. Des scientifiques ont noté que des gènes sont également impliqués dans le déterminisme du sexe chez les insectes. Par exemple, chez la Drosophile, on connaît un gène indispensable « tra » (pour « transformer »). Ce gène n’existe pas chez l’abeille.
On cherche à comprendre quels sont les gènes impliqués dans le déterminisme du sexe chez l’abeille et leurs interactions . Deux sont particulièrement étudiés :
– « csd » (complementary sex determinant) est un gène dont on connaît 15 allèles. L’animal doit être hétérozygote pour être femelle. En cas d’homozygotie, ou hémizygotie l’animal est de sexe mâle.
– « fem » (gène féminisant) est un autre gène qui semble impliqué et sera l’objet de l’étude ici.
A l’aide des documents ci-dessous, étudiez :
– l’aspect génétique du déterminisme du sexe chez l’abeille
– l’aspect évolutif de ce déterminisme, en particulier le lien entre les gènes fem, tra, et csd.
Document 1a : localisation des gènes fem et csd chez l’abeille
Document 1b : effets du blocage de l’expression des gènes fem ou csd sur le phénotype des abeilles mâles ou femelles ; les gènes bloqués ne peuvent plus coder pour leur protéine ; ils seront notés ici fem- ou csd-. Seule la tête de l’animal est représentée, vue de face.
Document 2a : Comparaison de trois protéines impliquées dans le déterminisme du sexe chez les insectes. Les différentes zones des protéines sont représentées par des couleurs et les régions comportant des acides aminés comparables (où ils sont répétés en « motifs »)notées par des lettres pour plus de simplicité. Les points communs sont notés en % en prenant la protéine codée par csd comme référence. Ceratitis capitata est une mouche à fruit méditerranéenne.
Document 2b : Comparaison de séquences en acides aminés de la région D entre les protéines codées par fem de l’abeille et celles codées par tra de C.capitata. (Les lettres désignent le code international)
– Fem : (152) INPEDVMLKRRTGEGSKPIFEREEI (176)
– Tra : (37) —VNPSEVVIKRRFGEGSKPLFQRDDI (61)
Document 3a : Extrait de séquences d’ADN des gènes fem de mâles et de femelles chez l’abeille. Seules les parties présentant un intérêt génétique sont détaillées.
– Femelle : -ATG----------------------------------------------------TAAAAA
– Mâle : -----ATG----------------TGA------------------------------------AAA
Des électrophorèses de fragments protéiques codés par fem on montré que :
– Chez les femelles témoins, les protéines Fem synthétisées sont de grande taille.
– Chez les mâles : les protéines Fem synthétisées sont de petite taille.
Document 3b : Chez les femelles, si le gène csd est bloqué (csd-), les protéines Fem ne sont pas synthétisées.Dans une autre expérience où l’on a bloqué fem, le gène csd s’est exprimé normalement chez le mâle ou la femelle.
D’après Nature – vol.454 – 24 Juillet 2008.
