Qu'est-ce que « Duplication, familles et transfert » ?

La plupart des gènes neufs sont des copies d’anciens. Une duplication génique — par enjambement inégal, par rétrotransposition, ou par le doublement d’un génome entier, comme il en est arrivé deux fois à l’origine des vertébrés puis encore chez l’ancêtre des téléostéens et dans bien des lignées de plantes — laisse deux paralogues là où il y en avait un ; des gènes d’espèces différentes descendant d’un même gène ancestral sont des orthologues. Le sort ordinaire de la copie est la décrépitude : libérée de toute contrainte ($\omega \to 1$) elle accumule un codon stop ou un décalage du cadre de lecture et devient un pseudogène, le génome humain en portant quelque vingt mille. Parfois les deux survivent : par néofonctionnalisation, une copie acquérant une fonction nouvelle tandis que l’autre garde l’ancienne (la glycoprotéine antigel du poisson des glaces, issue d’un gène de trypsinogène ; les opsines rouge et verte des primates, issues d’une duplication vieille de quarante millions d’années qui a donné la vision trichromatique décrite dans le volume de première année ; les cristallines du cristallin, issues d’enzymes métaboliques) ; ou par sous-fonctionnalisation, chaque copie gardant une part de l’expression ou de l’activité de l’ancêtre, de sorte que les deux sont nécessaires. Des duplications répétées bâtissent des familles de gènes — les globines, les groupes Hox du chapitre sur le développement, les mille gènes de récepteurs olfactifs d’une souris, dont un tiers sont des pseudogènes chez l’humain. L’autre source de gènes neufs est le transfert horizontal : les bactéries acquièrent des gènes de bactéries sans parenté par des plasmides, des phages et de l’ADN libre, et c’est ainsi que la résistance aux antibiotiques franchit les espèces dans un hôpital et pourquoi l’« espèce » d’une bactérie est un génome central entouré d’un nuage mouvant ; chez les eucaryotes le transfert est plus rare mais réel — l’ADN-T qu’Agrobacterium insère dans les plantes, des gènes bactériens chez les rotifères bdelloïdes, et les antiques transferts en bloc qu’ont été la mitochondrie et le chloroplaste. Là où le transfert est courant, l’histoire du vivant est un réseau, et l’arbre tiré d’un gène quelconque est l’arbre de ce gène.