Chapitre VI - Caryotype PDF

LE CARYOTYPE 33 V. LE CARYOTYPE Au stade qui précède la division de la cellule, le noyau contient un réseau d’aspect fibrillaire qui a une forte affinité pour les colorants basiques, c’est la chromatine, lors de la division (aussi bien mitose que méiose), l’enveloppe nuc...

LE CARYOTYPE 33 V. LE CARYOTYPE Au stade qui précède la division de la cellule, le noyau contient un réseau d’aspect fibrillaire qui a une forte affinité pour les colorants basiques, c’est la chromatine, lors de la division (aussi bien mitose que méiose), l’enveloppe nucléaire disparaît, tandis que son contenu fibrillaire se transforme en un ensemble de filaments qui se condensent en structure allongée en bâtonnets, en crochets, ou à branche V : les chromosomes (chromo : coloré, soma : corps). Le nombre de chromosomes par cellule est une caractéristique d’espèce. Dans l’espèce humaine, il y a 46 chromosomes et donc 46 molécules d’ADN par cellule. 1. Le caryotype standard Le caryotype (ou caryogramme) est l'arrangement standard de l'ensemble des chromosomes d'une cellule, à partir d'une prise de vue microscopique. Les chromosomes sont photographiés et disposés selon un format standard. La classification des chromosomes est fondée sur leurs caractères morphologiques (la longueur relative du chromosome : taille, la position du centromère ou indice centromérique, et la succession de bandes pâles ou foncées obtenues par « dénaturation » caractéristique d’un chromosome (répartitions des différentes bandes). On réalise des caryotypes dans le but de détecter des aberrations chromosomiques (telles que la trisomie 21) ou d'identifier certains aspects du génome de l'individu, comme le sexe (XX ou XY). Notons qu'un caryotype se présente sous forme de photographie. 2. Réalisation d’un caryotype Après un prélèvement sur l'individu, des cellules (souvent des lymphocytes obtenus par un prélèvement sanguin) sont mises en culture in-vitro. La culture est alors mise en présence de colchicine qui perturbe les fuseaux mitotiques et bloque les cellules en métaphase de la mitose. Les cellules en mitose sont alors récoltées, on les fait gonfler par une incubation dans un milieu hypotonique (Kcl); on les met ensuite en présence d'un fixateur (du carnoy obtenu par mélange d’acide acétique/méthanol), puis on étale la suspension cellulaire fixée sur une lame de verre, en vue de l'observation microscopique, c'est ce que l'on appelle un étalement chromosomique. Cette préparation est ensuite colorée. La coloration la plus classique est la coloration au Giemsa qui entraîne, après l'application d'un traitement approprié, l'apparition de bandes sombres et claires alternées sur les chromosomes : le « G-  LE CARYOTYPE 34 banding » ou par coloration inverse ; le « R-banding ». La topographie des bandes est caractéristique d'un chromosome et permet de l'identifier (les deux chromosomes d'une même paire ont la même topographie de bandes) [Fig. 20]. Il existe également d'autres méthodes de coloration qui font apparaître d’autres types de bandes (Q-Banding, R-Banding…etc.). Certaines de ces méthodes font appel aux colorants fluorescents. Fig. 20. Caryotype masculin normal en bandes R (46, XY) 3. Classification et nomenclature De façon générale, les autosomes sont classés dans un ordre de tailles décroissantes et numérotées de 1 à 22. Les gonosomes, ou chromosomes sexuels gardant leur dénomination de X et Y [Tableau 2]. Le nombre de bandes par lot haploïde (c’est-à-dire pour 23 chromosomes) permet de définir la résolution de l’analyse cytogénétique. Chaque bras chromosomique de part et d’autre du centromère, est symbolisé par la lettre p qui désigne le bras court et la lettre q le bras long du chromosome, ceux qui sont égaux pour les chromosomes métacentriques, inégaux pour les submétacentriques et dont se confond le centromère avec l’une des extrémités sont dits acrocentriques [Fig. 21]. Les bras sont divisés en régions, qui elles même sont subdivisées en bandes, puis en sous bandes. La numérotation des bandes se fait du centromère au télomère [Fig. 22]. Ainsi, la quatrième bande de la troisième région du bras long du chromosome 9 est notée : 9q34. La formule chromosomique normale est : 46, XX chez la femme, et 46, XY chez l’homme. Les signes + et – placés devant  LE CARYOTYPE 35 un chromosome désignent le gain d’un chromosome (trisomie) ou sa perte (monosomie). Les signes + et – placés après les lettres p et q désignent le gain ou la perte de matériel chromosomique sur le bras long ou le bras court. Des signes conventionnels désignent les remaniements chromosomiques : t pour translocation, del pour délétion, inv pour inversion…etc. Fig. 21. Aspects morphologiques des chromosomes en fonction de l’indice centromérique Fig. 22. Caryogramme haploïde en bandes R  LE CARYOTYPE 36 Tableau 2 : Classification des chromosomes humains GROUPE CHROMOSOMES CARACTERISTIQUES MORPHOLOGIQUES grands chromosomes métacentriques facilement individualisables par leur A 1-3 taille et la position du centromère, le chromosome 2 est submétacentrique. chromosomes submétacentriques B 4-5 difficiles à distinguer les uns des autres. chromosomes de taille moyenne, à centromère en position submétacentrique difficiles à C 6-12 + X distinguer les uns des autres. L’X ressemble au plus grand chromosome de ce groupe. D 13-15 chromosomes acrocentriques de taille moyenne et porteurs de satellites. chromosome métacentrique (le 16) ou E 16-18 submétacentriques (17 et 18) relativement courts. F 19 et 20 petits chromosomes métacentriques. petits chromosomes acrocentriques G 21 et 22 +Y porteurs de satellites pour le 21 et 22, de bras courts pour l’Y. LE CARYOTYPE 37