les subtélomères des chromosomes des hémiascomycètes
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Les subtélomères des chromosomes des hémiascomycètes. Cécile Fairhead Génétique Moléculaire des Levures Institut Pasteur, Paris. Nantes, 12-13 octobre 2006. Les chromosomes linéaires. éléments indispensables: centromère origines de réplication au moins un gène essentiel à la vie - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Les subtélomères des chromosomes des hémiascomycètes
Les subtélomères des chromosomes des hémiascomycètes
Nantes, 12-13 octobre 2006Nantes, 12-13 octobre 2006
Cécile Fairhead
Génétique Moléculaire des Levures
Institut Pasteur, Paris.
Les chromosomes linéairesLes chromosomes linéaires
éléments indispensables:centromèreorigines de réplicationau moins un gène essentiel à la viestructures terminales: télomères
telo cen telo
ori
gène
Les subtélomèresLes subtélomères
telo centeloori
gènesubtélomère subtélomère
gèneen famille
pseudogèneéléments répétés
gèneunique
1er gèneessentiel
Les subtélomères de S. cerevisiaeLes subtélomères de S. cerevisiae
http://www.nottingham.ac.uk/biology/contact/academics/louis/ClustersSmall.html
Les gènes dans les subtélomèresLes gènes dans les subtélomères
Homo sapiens: grandes familles de gènes de récepteurs olfactifs
Parasites (malaria et autres): familles de gènes d'antigènes de surface, gènes mobiles ou expression différentielle (échappement au système immunitaire)
Champignons filamenteux phytopathogènes: familles de gènes de protéines de surface (virulence)
Levures :"alimentaires": familles de gènes de flocculines, et
d'utilisation des sucres du milieu"pathogènes": familles de gènes d'adhésion aux epitheliums
http://cbi.labri.u-bordeaux.fr/Genolevures
Les hémiascomycètesLes hémiascomycètes
Subtelomeric gene families in S. cerevisiae and their putative homologs ISubtelomeric gene families in S. cerevisiae and their putative homologs I
SACE Protein Function S288C Non S288C ss. stricto: SABA, SAMI, SAKU, SAPA
YIL162W SUC2 beta-fructofuranosidase unique, cen 6 sub loci 1 copy per genome
YGR289C MAL11 symporter 2 sub+2b 1-3 copies per genome a,c
YGR292W MAL12 alpha-glucosidase 2 sub+ 5b 5 sub loci 2-5 copies per genome a, c
YGR288W MAL13 transcription factor 2 sub+2b 2-4 copies per genomea
na MEL1 alpha-galactosidase absent 10 sub loci 1 in SABA and SAMI, nf in SAKU and SAPA
na RTM1 resistance to molasses absentf 7 sub loci 1-4 copies per genome
YKL219W COS9 nuclear enveloppeg 12 sub nd 1-10 copies per genome
YCR104W PAU3 anaerobiosis induced 23 mostly sub nd 8-27 copies per genome
YAR050W FLO1/FLO4/FLO2 flocculation lectin 4 sub+ fragments+1 censub 3-5 copies per genomec
In Saccharomyces speciesIn Saccharomyces species
SACE SACA CAGL KLWA SAKL KLLA ASGO DEHA YALI
YIL162W SUC2 nf nf 1 3 1cen 1 1sub nf
YGR289C MAL11 nf nf 1 1 2dsub nf 2sub+1cene 1cen+1sub
YGR292W MAL12 nf nf 1 6 2dsub nf 2sube nf
YGR288W MAL13 nf nf 1 nf nf nf 1cene nf
na MEL1 nf nf nf 1 nf nf 1sub nf
na RTM1 1 1cen 1 4 1 sub nf 1cen+1sub nf
YKL219W COS9 nf nf nf nf nf nf nf nf
YCR104W PAU3 1 2 sub 2 nf nf nf nf nf
YAR050W FLO1/FLO4/FLO2 m w m w m w m w m w m wh m w m w
Subtelomeric gene families in S. cerevisiae and their putative homologs IISubtelomeric gene families in S. cerevisiae and their putative homologs II
In other speciesIn other species
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Le gène FLO1 de S. cerevisiaeLe gène FLO1 de S. cerevisiae
DNA self-matrix
Repeats (minisatellites) generate diversity in these proteins involved in cell-cell adhesion
2000
2000
4000
4000
6000
6000
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8000
10K
10K
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2000 2000
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6000 6000
8000 8000
10K 10K
12K 12K
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16K 16K
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EL
AL
KLLA0E00110g
KLLA0E00132g
KLLA0E00154g
TEL
towards centromere
KLLA0A00154g
KLLA0A00132g
KLLA0A00110g
towards centromere
20kb10kb
Family of KLLA0A00110g, 7 subtelomeric membersKLLA specific, unknown
Family of KLLA0A00132g, 7 subtelomeric members,3 central, similar to unknown SACE subtelomeric gene
Family of KLLA0A00154g, 7 subtelomeric membersKLLA specific, unknown
Subtélomères de K. lactisSubtélomères de K. lactis
2 4 6 8 10 12 14 kb16 18 2220 24 26 28
AL
0A00198gTHI4
0A00220g0A00242g
paralog
0A00110g Hyp OR
0A00132gMCH2 0A00264g
GTT1 0A00286gSMC3
0A00352gSNO3
0A00374gSNZ3
BL
0B00220g
0B00264gmaltose
permease
0B00110g /0B00121gHyp OR
0A00176gPHO3/5
0B00242gmaltase
0B00286gPHO3/5
0B00308gFLO (1)
0B00352g
0B00363g
0B00385gBIO5 0B00407g
BIO4
CL
0C00220gTAF1
paralog
0C00110gHyp OR
0C00132gMCH2
0C00176g
0C00330g0C00286g
0C00352galpha1
0C00396galpha3
DL
0D00110g/0D00121gHyp OR
0D00143gMCH2 0D00187g
0D00209g
0D00231gmaltase
0D00253gmaltose permease
DL1PHO3/5
DL2FLO (1)
0D00275gFLO (2)
0D00330gcellobiase
EL
0E00198gARR2
0E00220gARR1
0E00264gHXT
paralog
0E00286g
0E00110gHyp OR
0E00132gMCH2
0E00154g
0E00176gARR3 0E00308g
OPT1
FL0F00264g 0F00286g
paralog
0F00330gRAD17
0F00132gHyp OR
0F00154gMCH2
0F00220g 0F00242gARR3
0F00374gGPB1
0F00396gNDD1
0F00418gNUD1
0A00154g
0B00187g
0C00264gZPS1
paralog
tRNA Gly
paralog
0C00374galpha2
HML-like cassette
0B00143gMCH2
paralog
paralog paralog
0B00429gBIO3
paralog
LTRs
LTRs
LTR
LTRs
LTR
LTR
0E00330gOPT1
0F00110g
LTR
Carte des subtélomères gauches de K.lactisCarte des subtélomères gauches de K.lactis
AL
0A00110g Hyp OR
0A00132gMCH2 0A00154g
BL
CL
DL
EL
FL
DR
90%
95%
90%
96%
97%
92%
601 8 900Chrom. coord
Divergence in the seven-fold duplicationDivergence in the seven-fold duplication
Identity
Protein-coding genes in subtelomeres of K. lactis.Protein-coding genes in subtelomeres of K. lactis.
In duplications Paralogs (diverged) Unique
63 (46%) 27 (19%) 48 (35%)
Overall, in the genome, 68% of genes are unique
UniquenessUniqueness
Predicted or known localisation of productPredicted or known localisation of product
Out of 138 genes:
Unknown Extracellular, plasma membrane
and cell wall
Other
59 (43%) 44 (32%) 35 (25%)
Overall, in the genome of S. cerevisiae, 12% of genes are known or predicted to be “external”
2000
2000
4000
4000
6000
6000
8000
8000
10K
10K
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12K
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16K
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18K
20K
20K
22K
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24K
24K
26K
26K
28K
28K
2000 2000
4000 4000
6000 6000
8000 8000
10K 10K
12K 12K
14K 14K
16K 16K
18K 18K
20K 20K
22K 22K
24K 24K
26K 26K
28K 28K
3L
6L
TelTel
Subtélomères de D. hanseniiSubtélomères de D. hansenii
subtelomeric family
unknown function
subtelomeric family
protein kinase
subtelomeric family
protein kinase
Alejandro De Las Penas et al. Genes Dev. 2003; 17: 2245-2258Figure 1. Structure of the EPA clusters
Subtélomères de C. glabrataSubtélomères de C. glabrata
région distalerégion proximale
gènes actifs,
régulés en réponse à l'environnement
à nombre de copies moyen: sace, klla, deha...
à nombre de copies élevé? cagl, autres?
éléments présents sur toutes les extrémités
Rôle et structure des subtelomèresRôle et structure des subtelomères
rôle « structural », maintenance du chromosome
rôle «fonctionnel », adaptation à l’environnement
télomère
Rôle et structure des subtélomèresRôle et structure des subtélomères
-permettent la plasticité nécessaire à l’adaptation à l’environnement:contiennent des familles de gènes qui peuvent muter facilement: gènes « de contingence »
= séquences homéologues qui recombinent entre elles
-rôle de "back-up" en cas de perte de télomère (cassure à l’extrémité d’un chromosome, absence de télomérase)
-contribuent à la divergence chromosomique entre individus et entre espèces au cours de l’évolution
Rôle et structure des subtélomèresRôle et structure des subtélomères
questions et directions futures:
Combien de types de structures de subtélomères existe-t-il chez les hémiascomycètes?
Peut-on relier le type de structure au statut sexuel de l'espèce? A sa pathogénicité?
Quels sont les fonctions des gènes situés dans les subtélomères?
Gènes à répétitions internes, de type "FLO": classification des types de répétitions et lien avec la fonction des protéines codées et mécanismes d'évolution de ces gènes