Mutations et variabilité génétique PDF

# Mutations et variabilité génétique - Une mutation est une modification ou un changement dans l'information génétique. - Le changement génotypique est souvent accompagné d'un changement phénotypique. - Les mutations spontanées sont généralement dues à des erreurs lors de la réplication (pendant la...

# Mutations et variabilité génétique - Une mutation est une modification ou un changement dans l'information génétique. - Le changement génotypique est souvent accompagné d'un changement phénotypique. - Les mutations spontanées sont généralement dues à des erreurs lors de la réplication (pendant la réplication de l'ADN notamment, il peut se produire des erreurs spontanées et rares modifiant la séquence nucléotidique. - Certains facteurs augmentent la fréquence des mutations.) - Les mutations induites par opposition aux mutations spontanées, sont dues à l'action d'agents mutagènes physiques ou chimiques. ## Mutations et variabilité génétique - Les mutations sont pour la plupart dues à des erreurs de réplication de l'ADN. Grâce à un système enzymatique de réparation performant, la fréquence des mutations est au final très faible. - La fréquence des mutations est liée d'une part à la taille du gène (plus sa séquence est longue plus la probabilité de mutation est grande) et, d'autre part, à l'existence dans le gène de séquences fortement mutagènes comme les points chauds; elle varie de (10-7 à 10-11). ## Diagramme représentant la réplication de l'ADN The diagram shows the replication of DNA. It has the following elements: * **Réactifs génotoxiques** * **Accidents spontanés** * **Erreurs de réplication** * **Dommages** * **Polymérases** * **Détection des dommages** * **Mutations** * **Systèmes de réparation** * **Check-point du cycle cellulaire** * **Mutants** * **ADN réparé** * **Apoptose** ## Les mutations peuvent être: - ponctuelles - de grande ampleur (étendues) - spontanées - induites ## Caractéristiques des mutations: - spontanéité (mutations spontanées) - rareté - spécificité (spécifique à un ou plusieurs caractères). - hérédité. - aléatoire. ## Différents types de mutations ### Mutations ponctuelles: - substitution: une paire de nucléotides est remplacée par une autre - Transversion: remplacement d'une base purique par une base pyrimidique ou vice-versa. - Transition: Remplacement d'une base purique par une base de la même catégorie. - Diagramme: - A - G - T - C - A - G - T - C ### Mutation par réversion: - Réversion vraie. - Réversion équivalente. - Les mutations sont difficilement lisibles. Elles ne le sont que lorsque l'altération est détectable. - Le passage du type sauvage vers la forme mutante peut être direct. Une seconde mutation inverse restaure le phénotype sauvage. - Une mutation reverse est donc une succession de deux mutations (GAG (glu) GTG (val) GAG) ## L'activité de l'ADN polymérase peut donc entraîner des erreurs de réplication (mésappariements) avec mise en place d'un nucléotide incorrect (1). - Cela entraîne une mutation lors de la réplication suivante (2) qui sera ensuite reproduite (3) au cours des cycles cellulaires successifs. ## Diagramme représentant une mutation de l'ADN - **The diagram depicts a mutation of a DNA sequence, which is shown as follows:** - Stage 1: There is a correct nucleotide sequence, with the "A" being different colour than other nucleotides. This stage is labeled as "1". - Stage 2: The "A" from the initial stage changed colour, which represent a mutation. This stage is labeled as "2". - Stage 3: The mutation in the sequence is replicated, resulting in two identical mutation sequences. The stage is labeled "3". This process shows the mutation is copied down with the DNA sequence. ## Exemple: Désamination d' unescytosine méthylée en thymine - Cette mutation ponctuelle non reconnue par les systèmes de réparation est fixée à la génératio suivante. ## Différents types de mutations - délétion (délétion/udélétion): une paire de nucléotides ou(plus) est ajoutée (addition) dans la séquence d'ADN. - insertion (insertion/pinsertion): perte ou suppressiond'une paire de nucléotides (ou plus) dans la séquence d'ADN ## Les mutations silencieuses: - Provoquent un changement génotypique mais pas de changement phénotypique(GAA GAG (glu glu)) ## Les mutation faux-sens: - Changements génotypiques et phénotypiques(GAG (glu) GTG (val)) ## Les mutation non-sens: - Changement génotypique. - Aucun phénotype (Substitution provoquant l'apparition d'un des trois codons stop: UAA, UAG, UGA. Ce qui provoque l'arrêt de la traduction. (CAA (glu) TAA (stop)) ## Conséquence des substitutions - Mutation de type « faux-sens >>; le codon muté code pour un autre acide aminé - La modification d'acide-aminé au niveau de la protéine peux être tolérée par la cellule sans conséquence délétère, ce qui explique que de nombreuses variations de séquence de type << faux-sens » n'ont pas d'effet pathogène. - Mais en fonction de la localisation de l'acide-aminé touché, les mutations faux-sens peuvent avoir des effets délétères (altération du repliement protéique, de la stabilité protéique, de domaines fonctionnels, de sites d'interaction avec d'autres protéines, etc.), conduisant à la perte de fonction ou gain de fonction. ## Les insertions et/ou délétions de non-multiples de trois nucleotides: - responsables d'un décalage du cadre de lecture (FRAME-SHIFT), qui entraînera la survenue prématurée d'un codon stop. - L'effet délétère sera donc semblable à l'effet des mutations non-sens: synthèse d'une protéine tronquée, qui sera instable et dégradée (effet perte de fonction), ou avec un effet dominant négatif (effet gain de fonction)*. - Il y a donc un retentissement fonctionnel sévère expliquant que ce type de mutation est généralement pathogène. ## Diagramme représentant une mutation de séquence d'ADN - **The diagram depicts two sequences of DNA. It represents a mutation in sequence with the following elements:** - **Reference (sequence without mutation)** - 5'...ATGAGGTCCCO AACGGCCTCATTGAGAATTAGCG...3' - 5'...ATG AGG TCC CGA ACG GCC TCA TTG AGA ATT AGC G...3' - M R S R T A S L R I - **Mutant (sequence with mutation)** - 5'...ATGAGGTCCCAACGGCCTCATTGAGAATTAGCG...3' - 5'...ATG AGG TCC CAA CGG CCT CAT TGA GAA TTA GCG...3' - M R S Q R P H Stop ## Les agents mutagènes augmentent la fréquence des mutations ### Les agents mutagènes chimiques - Les analogues de bases (ex: bromo-uracile) - Les agents désaminants (ex: acide nitreux) - Les agents alkylants (nitrosoguanidine) - Les agents intercalants (bromure d'ethidium)