Comparaison de séquences d'éléments transposables et de gènes d'hôte chez cinq espèces : A. thaliana, C. elegans, D. melanogaster, H. sapiens et S. cerevisiae - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2001

Comparison of transposable elements sequences and host genes in five species: A. thaliana, C. elegans, D. melanogaster, H. sapiens, and S. cerevisiae.

Comparaison de séquences d'éléments transposables et de gènes d'hôte chez cinq espèces : A. thaliana, C. elegans, D. melanogaster, H. sapiens et S. cerevisiae

Abstract

Transposable elements (TEs), which are found in all living organisms and are implied in many mutations and chromosome rearrangements, appear to be major components of genomes. They should be submitted to the same constraints than the host genes. To test this hypothesis, we thus at first time have analyzed codon usage of TEs and host genes in five species: A. thaliana, C. elegans, D. melanogaster, H. sapiens, and S. cerevisiae. Results show that TEs are AT rich whatever the host species: this seems to be an intrinsic characteristic of the TEs. The analysis of the base composition at the different positions of the codons shows that the AT richness on the third position is lower than on the unconstrained regions of the genomes. TEs do not thus only undergo mutational bias but are submitted to selection. However, codon usage in TEs is not related to a low or high expression level, which suggests a particular expression pattern for these elements. An analysis of relative abundance of di- and trinucleotides of TE sequences and host genomes shows that TEs have pattern of abundance similar to that of the host, independently to the base composition bias. This analysis shows, however, that human retrovirus genes and LTR retrotransposons with an env gene of Drosophila have a pattern of relative abundance different to those of the host genes. Dinucleotide abundance seems thus to be a good way to detect potentially infectious retroelements. This work suggests a specific behavior of TEs, which seem submitted to particular selection constraints allowing the keeping of AT richness. However, they undergo host genome stamp, probably of structural type.
Les éléments transposables (ETs), qui sont présents chez tous les organismes vivants et sont impliqués dans un grand nombre de mutations et de réarrangements chromosomiques, apparaissent comme des composants incontournables des génomes. Ils doivent alors être soumis aux mêmes contraintes que les gènes d'hôte. Afin de tester cette hypothèse, nous avons dans un premier temps analysé l'usage des codons des gènes d'ETs et des gènes d'hôte chez cinq espèces : A. thaliana, C. elegans, D. melanogaster, H. sapiens et S. cerevisiae. Les résultats montrent que les ETs sont riches en AT quelle que soit l'espèce hôte : il s'agit donc d'une propriété intrinsèque aux ETs. L'analyse de la composition en bases aux différentes positions des codons montre que la richesse en AT à la 3ème position est inférieure aux valeurs des régions non contraintes des génomes. Ainsi, les ETs ne subissent pas uniquement des biais mutationnels mais sont aussi soumis à de la sélection. L'usage des codons des ETs n'est cependant pas lié à un taux d'expression fort ou faible, ce qui suggère un pattern d'expression particulier pour ces éléments. Dans un deuxième temps, l'analyse de l'abondance relative en di- et en trinucléotides des ETs et des génomes hôtes montre que les ETs possèdent un pattern d'abondance similaire à celui de leur hôte, indépendamment du biais de composition en bases. Cette analyse montre cependant que les gènes de rétrovirus humains et de rétrotransposons à LTR avec un gène env de drosophile ont un pattern différent des gènes d'hôte. L'abondance en dinucléotides semble être un moyen de détecter les rétroéléments potentiellement infectieux. Ce travail suggère un comportement spécifique des ETs qui semblent soumis à des contraintes de sélection particulières permettant le maintien de leur richesse en AT. Cependant, ils subissent aussi une empreinte du génome hôte, probablement de nature structurale.
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Cite

Emmanuelle Lerat. Comparaison de séquences d'éléments transposables et de gènes d'hôte chez cinq espèces : A. thaliana, C. elegans, D. melanogaster, H. sapiens et S. cerevisiae. Autre [q-bio.OT]. Université Claude Bernard - Lyon I, 2001. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00005207⟩
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