Si une des activités E1 à E5 dans la chaîne de biosynthèse n'est pas réalisée, le produit final, l' Histidine, ne peut être synthétisé. C'est le cas lorsqu'une mutation touche un gène responsable de la synthèse de l' une des enzymes en cause. Le mutant est auxotrophe. Il peut se multiplier seulement si le milieu contient de l' histidine, qui compense son défaut.

Deux exemples de chaînes de biosynthèse de mutants sont comparées à la chaîne de biosynthèse de référence (figure4).

Le mutant his^x est dépourvu de l'activité enzymatique E1. Il synthétise A mais ni les précurseurs B, C, D, et E ni l' histidine, car les enzymes E2, E3 , E4 et E5, normalement actives, n'ont pas de substrat à leur disposition.

Le mutant his^y est dépourvu de l'activité enzymatique E3. Il synthétise A B et C mais pas les précurseurs D et E pas plus que l'histidine, car les enzymes E4 et E5, normalement présentes n'ont pas de substrat à leur disposition.

Ces interprétations permettent d 'y voir plus clair :

- on comprend comment l' histidine peut être remplacée par un autre produit, à condition qu'il s'agisse d'un précurseur situé après l'interruption de la chaîne () .

-on comprend l'origine de l'accumulation de certains produits: dans le cas du mutant his^x le produit A, non utilisé par l'enzyme E1 s'accumule (ce qui est représenté dans la figure 4 par la répétition de A). Par action de masse, l'accumulation de C a pour conséquence celle de B qui elle-même provoque l'accumulation de A .

En règle générale, les précurseurs situés avant l'interruption s'accumulent

Puisque l 'histidinol peut remplacer l' histidine pour certains mutants c'est parce qu 'il est très probablement un précurseur de ce produit. Si l 'histidinol n'est pas une source d 'hstidine pour les mutants 5 et 8, c'est parce que ces mutants ont donc un défaut dans une activité enzymatique située après l' histidinol  ().

Une autre manière d'ordonner l'intervention des mutants ainsi que les précurseurs est possible : les mutants qui accumulent le plus de produits différents sont interrompus en fin de chaîne, ceux qui n 'accumulent pas de produits sont interrompus au début.

On remarquera que l'on ignore le nombre exact d'enzymes correspondant à chaque groupe de mutants : en bref, une flèche ci-dessus peut représenter une ou plusieurs enzymes ().

D 'autre part, on voit que ces observations ont des limites : on ne connaît pas l'ordre exact d'intervention de tous les précurseurs dans la chaîne (par exemple ici , HIP et HOL sont figurés par ordre alphabétique ).

Interprétation : Hypothèses sur les phénotypes et les génotypes des souches auxotrophes et de la souche de référence.

Les observations biochimiques que nous venons de faire permettent de faire des hypothèses sur l 'état des gènes. Par exemple, l'observation de l'utilisation de l' histidinol nous a conduit à partager les mutants auxotrophes pour l' histidine en 2 lots, puis celle de l'accumulation des précurseurs en 4. Dans les deux cas, les mutants sont interprétés comme affectant des étapes biochimiques différentes, liées chacune à au moins une enzyme, faite au moins d'un polypeptide.

Comme nous savons qu 'un polypeptide est contrôlé par un gène, nous sommes conduits à conclure qu 'il y a autant de gènes différents contrôlant cette chaîne de biosynthèse, que de polypeptides envisagés.

Si l'on s'était contenté de l'observation de l' utilisation de l' histidinol la conclusion aurait été qu' au moins deux gènes interviennent, l 'un contrôlant la transformation de A en histidinol, l 'autre contrôlant celle d 'histidinol en histidine.

Lorsque l'on observe l'accumulation des précurseurs il faut envisager qu' au moins quatre gènes sont en cause ().

Ces gènes (A, B, C, D) sous forme fonctionnelle tous les quatre permettent la biosynthèse de l' histidine chez la souche de référence de phénotype prototrophe et dont le génotype est a + b + c + d + (par définition).

Il suffit que l' un de ces gènes soit affecté par une mutation pour que la souche soit de phénotype auxotrophe  : le génotype mutant peut être par exemple a b + c + d + ou a + b + c d + dans l' hypothèse où une seule différence distingue la souche mutante de la souche de référence (), comme dans la figure 4.

En conclusion, cet exemple chez la levure illustre comment un même phénotype [auxotrophe pour l'histidine] peut correspondre à des mutations touchant plusieurs gènes différents intervenant dans une chaîne de biosynthèse. Cela revient à montrer que des génotypes différents (mutations différentes) peuvent être à l'origine d'un même phénotype. C'est donc un point très important lorsque l'on étudie des mutants de même phénotype, de ne pas conclure trop rapidement à une même origine simplement sur ce constat phénotypique. Encore une fois génotype et phénotype ne sont pas équivalents (fiche28).

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Document modifié, le 22 janvier, 2007