Qu'est-ce que l'amplification génique?
L'amplification génique, également appelée duplication génique ou duplication chromosomique, est un processus cellulaire dans lequel de multiples copies d'un gène sont produites. Le résultat est une amplification du phénotype, ou trait exprimé, associé au gène. Cela se produit généralement à cause d'une faille génétique grave dans une cellule ou un groupe de cellules. L’amplification des gènes a de graves conséquences pour l’histoire de l’évolution ainsi que pour la résistance aux médicaments dans les cellules cancéreuses et constitue une préoccupation majeure en biologie pour de nombreuses autres raisons.
La plupart des cas d'amplification génique se produisent lors d'une erreur de recombinaison homologue, lorsque deux brins similaires d'ADN échangent des informations génétiques. Cela se produit au cours de nombreux processus génétiques, mais est particulièrement répandu dans la méiose, par laquelle les cellules sexuelles sont produites et répliquées. Les rétrotransposons contribuent également à la duplication des gènes; ce sont des éléments génétiques capables de s’amplifier. Les gènes dupliqués sont sujets à la mutation, car les mutations des gènes copiés ne nuisent généralement pas à la santé de l'organisme hôte.
Bien que son importance pour l'évolution soit discutée, nombreux sont ceux qui croient que l'amplification génique est un aspect extrêmement important de l'histoire de l'évolution. Certaines preuves suggèrent que le génome entier de la levure, la somme de toutes les informations génétiques de la levure, a connu un événement de duplication de gènes dans une histoire relativement récente. Les plantes ont tendance à subir une amplification génique plus fréquemment que les animaux. Le blé, par exemple, est hexaploïde et contient six copies complètes de son génome. Lorsque les gènes sont amplifiés et les traits renforcés, ceux-ci sont hérités par la progéniture et transmis aux générations suivantes; c'est une considération très importante dans l'évolution.
Toutes les amplifications géniques, cependant, n’ont pas une grande importance pour l’évolution. Parfois, le trait amplifié meurt avec le seul organisme qui subit la duplication du gène. Cela se produit lorsqu'un gène est surexprimé et que le trait pour lequel il code est exprimé à un niveau nuisible à la santé de l'organisme. Cela peut également se produire lorsque la duplication a lieu dans une cellule somatique plutôt que dans une cellule sexuelle. L'information génétique contenue dans les cellules somatiques n'est pas transmise à la progéniture et ne se présente donc pas aux générations suivantes.
L'un des aspects les plus largement examinés de l'amplification génique est son rôle dans la résistance aux médicaments de certaines maladies. Les cellules cancéreuses, par exemple, expriment souvent une résistance significative aux médicaments en raison de l'amplification du gène qui empêche les cellules cancéreuses d'absorber complètement les médicaments chimiothérapeutiques. Plus précisément, l'amplification se produit dans un gène qui code pour une protéine capable de pomper sélectivement des matériaux hors des cellules cancéreuses. Cette protéine a tendance à pomper des agents chimiothérapeutiques hors de la cellule, neutralisant efficacement le traitement dans de nombreux cas.
Du fait de son rôle à la fois en santé et en science, l’amplification des gènes est considérée par beaucoup comme une préoccupation majeure du domaine de la biologie. De plus amples informations sur le sujet pourraient conduire à des avancées majeures dans l’étude des origines de nombreuses espèces et de nombreux traits que ces espèces possèdent. Cela pourrait également permettre de guérir une maladie grave ayant coûté la vie à des millions de personnes: le cancer.