Le génome (séquence d'ADN entière) du papillon serait identique à celui de la chenille dans toutes les cellules somatiques. Une chenille a les gènes pour produire des ailes, par exemple, mais à ce stade de son développement, elles ne sont pas «allumées» pour fabriquer les protéines nécessaires.

Si vous échantillonnez l'ARNm produit à partir de la transcription de l'ADN aux stades de la chenille et du papillon, il y aura probablement de nombreuses différences. Comme dans l'exemple que j'ai utilisé précédemment, les ARNm qui sont traduits en protéines formant des ailes sont plus susceptibles d'être apparents chez le papillon que chez la chenille. En disant cela, sachez que je suppose que la régulation de ces gènes est pré-transcriptionnelle - je ne suis pas un expert en physiologie des papillons!

@Rory M

Voici des preuves de réarrangements développementaux du génome chez les Hyménoptères . J'ai mis l'accent sur la section pertinente du résumé. Il est probablement prématuré de supposer que des changements similaires pourraient ne pas se produire dans les cellules somatiques de certains Lépidoptères.

Bigot Y, Jegot G, Casteret S, Aupinel P, Tasei JN (2011) Modifications de l'ADN et réarrangements du génome au cours du développement et de la différenciation sexuelle du bourdon Bombus terrestris. Insecte Mol Biol. 20: 165-75.

Résumé
Bombus terrestris est un bourdon qui, comme la plupart des espèces d'hyménoptères, présente une détermination du sexe spécifique à la ploïdie contrôlée par un gène unisexe. En fonction de leur ploïdie et de la répression des phéromones royales, les imagos se différencient en trois castes: mâles, ouvrières et reines. Ici, nous nous concentrons sur les différences d'organisation du génome qui se produisent au cours du développement et de la différenciation sexuelle. Nous avons constaté que la méthylation de la cytosine est un facteur épigénétique important avec des profils qui peuvent être corrélés avec les deux processus. Nous avons également montré que deux types de réarrangement génomique se produisent. Le premier consiste en d'importantes amplifications d'ADN dont les profils de séquence diffèrent selon les stades de développement et les sexes. Dans le second type, des pertes d'ADN se produisent également, impliquant au moins l'élément transposable en mosaïque B. terrestris mosaic repeat 1 (BTMR1).

Je voudrais développer la réponse de Rory.

Vous pouvez penser à l'ADN comme un livre très complexe de recettes (gènes) pour construire des machines cellulaires (par exemple des protéines). Chaque génome possède un vaste répertoire de machines qu'il peut construire. Pour un organisme donné, toutes ses cellules somatiques auront le même ADN (plus ou moins, mais mettons cela de côté) car il commence comme une seule cellule. Malgré cela, vous pouvez voir que les cellules peuvent avoir des formes et des fonctions complètement différentes. Par exemple, regardez à quel point un neurone est différent d'une cellule musculaire ou d'une cellule sanguine en termes de forme et de fonction. De plus, les cellules peuvent changer en réaction à leur environnement.

Alors, en quoi le répertoire est-il le même mais les cellules complètement différentes?

La solution consiste à choisir les gènes à activer . C'est ce qu'on appelle la régulation génétique et c'est un système extrêmement complexe comme vous pouvez le deviner. C'est dans une certaine mesure le «cerveau» de la cellule, avec lequel les cellules peuvent prendre des décisions et gagner sa plasticité en fonction biologique. Ce système fonctionne à plusieurs niveaux, l'un d'eux étant en contrôlant la transcription, c'est-à-dire la régulation transcriptionnelle, qui contrôle la quantité d'ARN à fabriquer à partir de chaque gène, qui se traduira plus tard par un certain niveau d'activation (aucun ARN signifie que le gène ne sera pas actif) . C'est pourquoi l'ARN variera probablement considérablement selon le type de cellule et l'état cellulaire.

En général, chaque espèce a une séquence d'ADN similaire donnant ou prenant quelques variations mineures. La séquence des membres de la famille sera encore plus similaire et la séquence des clones (par exemple des jumeaux identiques) sera virtuellement identique. Ce type de variation est aléatoire et ne sera donc pas utilisé comme système de contrôle. À partir de là, vous pouvez déjà deviner que le changement de chenille en papillon sera contrôlé par son programme de régulation génétique, car il s'agit d'un changement de développement, de la même manière qu'un humain se développe à partir d'une seule cellule embryonnaire.

Cela dit, il est toujours possible que des changements aléatoires se produisent quelque part en cours de route et provoquent des différences, car la biologie est stochastique. Cependant, pour que celles-ci soient cohérentes entre toutes les cellules de l'organisme, elles devraient se produire lorsque l'organisme est une seule cellule, ce qui n'est pas le cas lors de la transition de la chenille au papillon.

Voici une histoire intéressante de npr.org, Les papillons sont-ils deux animaux différents en un? La théorie de la mort et de la résurrection.

Apparemment, certaines personnes proposent une théorie qui dit (fortement paraphrasée) qu'un papillon est en fait deux espèces ancestrales différentes réunies en une seule. Voici la citation pertinente:

L'ancien point de vue était qu'au cours de millions d'années, les animaux ont développé cette habitude de passer d'un ensemble d'instructions à l'autre. Le nouveau point de vue est que ce n'est pas un animal qui change progressivement de forme, mais plutôt des instructions pour deux animaux différents pris en sandwich et ce changement est si radical, dit Bernd, "sans continuité de l'un à l'autre, que l'adulte forme ces inserts. sont en fait de nouveaux organismes. "

Loin.