Variabilité Génétique et Mutations de l'ADN

Variabilité Génétique et Mutations de l'ADN

• Une boîte témoin montre que les levures passent du rouge au blanc en raison de mutations spontanées.
• Les boîtes UV ont plus de levure blanche, ce qui indique que les UV augmentent la fréquence des mutations.
• Une exposition accrue aux UV diminue le nombre de colonies vivantes, montrant que plus la fréquence de mutation est élevée, moins les levures sont viables.
• Une mutation est une modification de la séquence des nucléotides de l'ADN résultant d'erreurs spontanées.
• La fréquence des mutations peut être affectée par des agents mutagènes comme les UV.
• Les mutations sont à l'origine de la diversité des allèles au fil du temps, et l'ADN peut être endommagé indépendamment de la réplication.

Mutations Ponctuelles

• Lors d'une substitution, la nouvelle séquence peut coder le même acide aminé en raison de la redondance du code génétique, n'entraînant aucun changement.
• La substitution peut entraîner un acide aminé différent, ce qui peut ou non affecter l'activité de la protéine.
• Lors d'une addition ou d'une délétion, il y a un décalage dans la lecture de la chaîne, ce qui modifie considérablement et rend inefficace la protéine.

TD Xeroderma

• Le xeroderma est dû à des gènes qui ne réparent pas les anomalies de l'ADN.
• Les personnes atteintes présentent des cellules cutanées incapables de réparer les dommages causés par les UV, ce qui entraîne une sensibilité au soleil et augmente le risque de cancers de la peau.

Transmission des Mutations Génétiques

• La réparation enzymatique corrige la plupart des erreurs de l'ADN.
• Les mutations non réparées deviennent transmissibles lors de la division cellulaire.
• Les mutations dans les cellules somatiques ne sont pas héréditaires, contrairement à celles des cellules germinales.
• Les mutations sont une source de diversité et favorisent l'évolution.
• Les enzymes de réparation limitent les mutations, et leur absence augmente le risque de maladies graves.
• Les mutations sont nécessaires pour l'adaptation des espèces.
• L'ADN polymérase a une fiabilité de base de 1 erreur/100 000 nucléotides.
• Après réparation, le taux est de 1 erreur/10 millions.
• Le génome humain compte 6,4 milliards de paires de nucléotides.

Diversité des Allèles et Mutation

• Les mutations dans une population peuvent modifier la fréquence des allèles et retracer les origines.
• La manipulation génétique, comme la mutagenèse et la transgenèse, crée de nouvelles variétés.
• Les mutations affectent les gènes de développement, ce qui conduit à de nouvelles formes anatomiques.
• Les gènes homéotiques sont essentiels au développement, et leur mutation entraîne de grandes modifications.
• Les mutations créent de nouveaux allèles, ce qui est à la base de la biodiversité.

Patrimoine Génétique et Phénotype

• Relation phénotype et génotype  : Exemple de la drépanocytose
• Le phénotype est l'ensemble des caractères observables à différentes échelles, résultant de l'expression du génotype.
• Le génotype est l'ensemble des gènes présents dans les chromosomes d'une cellule.
• Un allèle récessif ne s'exprime pas au niveau du phénotype s'il n'est présent qu'en un seul exemplaire.
• Un allèle dominant s'exprime toujours au niveau du phénotype.
• Un caractère multigénique est défini par plusieurs gènes, ce qui rend la relation entre le phénotype et le génotype plus complexe.
• Il existe une imbrication des différentes échelles phénotypiques.

Mucoviscidose

• La mucoviscidose est une maladie génétique qui touche plusieurs générations d'une même famille et résulte d'une protéine anormale.
• Un dysfonctionnement de la protéine CFTR entraîne des conséquences plus ou moins graves sur le phénotype.

Étude Arbre Généalogique

• Les parents indemnes peuvent avoir un enfant malade indiquant que l'allèle de la maladie est récessif
• L'allèle responsable de la maladie se présente sous deux formes : l'allèle normal dominant et l'allèle délétère récessif

Électrophorèse

• L'électrophorèse est utilisée pour séparer les molécules en fonction de leur charge dans un champ électrique.
• Elle permet de comparer la migration de la protéine CFTR (normale ou anormale) avec des témoins connus.

Limiter les effets

• Les traitements incluent la kinésithérapie, l'aérosolthérapie avec des antibiotiques, une bonne hygiène de vie, le sport et, en dernier recours, une greffe de poumons.

Thérapie génique

• Si la protéine n'est pas fonctionnelle, la mutation est sévère.
• Restaurer la fonction de la protéine CFTR peut atténuer les effets de la mutation en permettant l'implantation de la molécule dans la membrane, en augmentant l'efficacité de la protéine ou en augmentant sa production.

Mutations et Pathologies

• Les mutations pathologiques provoquent des protéines non fonctionnelles et entraînent des maladies monogéniques.

Transmission Héréditaire

• Une mutation autosomique récessive sur un chromosome non sexuel se manifeste uniquement à l'état homozygote pour le gène CFTR.
• Une mutation gonosomique liée au sexe se trouve sur le chromosome X et touche davantage les garçons (ex : myopathie de Duchenne).
• Le risque génétique peut être calculé par un conseil génétique, par exemple, un couple hétérozygote a un risque de 1 sur 4 d'avoir un enfant malade.
• Un diagnostic génétique permet de rechercher des mutations et d'envisager un diagnostic prénatal en cas de risque grave.
• Une mutation de novo apparaît spontanément lors de la formation des gamètes.
• La majorité des maladies génétiques sont dues à des interactions entre plusieurs gènes (polygénique).
• Le dépistage néonatal en France permet d'identifier précocement 5 maladies génétiques et d'assurer une prise en charge rapide.