Alignement de séquences

Maintenant que l’on a vu ce qu’est une séquence d’ADN ainsi que le lien entre darwinisme et mendélisme, et après avoir introduit la génétique des populations par l’équilibre de Hardy-Weinberg, il est temps de parler de bioinformatique. Depuis que l’on sait que l’ADN est le support de l’hérédité, on s’est dépêché de trouver le moyen de séquencer des fragments d’ADN. On s’est donc retrouvé avec, d’un côté des séquences d’ADN, et de l’autre des questions du type: quelle est la fonction de cette séquence ? ces deux séquences ont-elles un ancêtre commun ?  à quoi ressemble l’action de la sélection naturelle sur une séquence d’ADN ? quels types de séquences sont trouvés dans un génome ? …

Ces questions ont ouvert de vastes champs de recherche tels que l’évolution moléculaire, la génomique fonctionnelle et comparative, la bioinformatique… Notamment, on s’est vite rendu compte que l’alignement de séquences était un point d’entrée quasi obligé. Par exemple, on se retrouve avec le problème suivant: étant donné une séquence X de longueur m et une séquence Y de longueur n, quel est le meilleur alignement de X avec Y ? Et par « meilleur alignement », on entend « celui qui reflète le mieux l’évolution des deux séquences à partir de leur ancêtre commun ».

Le cas le plus simple correspond à l’alignement deux-à-deux (pairwise en anglais). Mais on peut aussi chercher à comparer plus que deux séquences, faisant ainsi un alignement multiple. Par ailleurs, la notion de « meilleur alignement » requiert de connaître le processus évolutif auquel les séquences ont été soumises, on a donc besoin de modéliser les mutations au cours du temps. Cela permet ensuite de tracer la phylogénie d’un ensemble de séquences, cad leur généalogie. En fin de compte, les prédictions de la génétique des populations, et donc de la théorie de l’évolution, vont pouvoir être testées, et elles sont maintenant amplement prouvées.

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