05.07.2013 Views

Aucun titre de diapositive

Aucun titre de diapositive

Aucun titre de diapositive

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

2005-2006<br />

Notion <strong>de</strong> génétique comportementale<br />

Caryotype - Chromosome<br />

Hérédité<br />

O.DESCHAUX<br />

Laboratoire <strong>de</strong> Neurobiologie Comportementale<br />

Faculté <strong>de</strong>s Sciences Parc Valrose<br />

06108 Nice ce<strong>de</strong>x 2<br />

France<br />

Plan<br />

Exemples <strong>de</strong> maladie génétique<br />

L’ADN<br />

Cycle cellulaire<br />

Mitose - méiose<br />

Monohybridisme<br />

Dihybridisme<br />

Liée au sexe<br />

Gènes liés<br />

Références<br />

Neurosciences par Purves-Augustine-Fitzpatrick chez DeBoeck Université<br />

Psychobiologie par Rozenzweig-Leiman-Breedlove chez DeBoeck Université<br />

Des gènes au comportement par Plomin-Defries chez DeBoeck Université<br />

Introduction biologique à la psychologie<br />

Exemples <strong>de</strong> variabilité génétique


Rappels sur la cellule<br />

Eucaryote: cellule dont le noyau est individualisé.<br />

Le nombre <strong>de</strong> chromosomes est variable selon<br />

l'espèce:<br />

Chien………………….78<br />

Chat………………...…38<br />

Rat………..……………42<br />

Noyau <strong>de</strong> cellule somatique humaine<br />

22 paires i<strong>de</strong>ntiques<br />

= autosomes<br />

23 paires <strong>de</strong> chromosomes<br />

= 46 chromosomes<br />

1 paire XX ou XY<br />

= hétérochromosomes


Caryotype humain<br />

Le caryotype d'un individu est la représentation<br />

chromosomique complète d'un individu.<br />

Classement par paires, par ordre <strong>de</strong> taille décroissante et en<br />

fonction <strong>de</strong> la position du centromère.<br />

Les hétérochromosomes (ou gonosomes) sont les chromosomes<br />

sexuels.<br />

L'examen du caryotype permet <strong>de</strong> découvrir les anomalies<br />

chromosomiques.<br />

Le centromère (ou constriction primaire) :<br />

Région <strong>de</strong> rétrécissement au niveau <strong>de</strong> laquelle les 2 chromati<strong>de</strong>s ne sont pas séparées.<br />

Les bras :<br />

Le centromère divise chaque chromati<strong>de</strong> en 2 régions: les bras, qui peuvent être égaux (<strong>de</strong><br />

même longueur) ou inégaux.<br />

Les télomères :<br />

Extrémités <strong>de</strong>s chromati<strong>de</strong>s (il a y donc 4 télomères par chromosome métaphasique et 2 par<br />

chromosome anaphasique)<br />

Caryotype humain<br />

Le chromosome Le chromosome<br />

Centromère<br />

Bras<br />

Télomère


Différentes formes <strong>de</strong> chromosomes<br />

Chromosome métacentrique (A): le centromère divise la chromati<strong>de</strong> en 2 bras<br />

égaux (il est en position médiane)<br />

Chromosome B est appelé submétacentrique<br />

Chromosome acrocentrique (C) : le centromère divise la chromati<strong>de</strong> en 2 bras<br />

inégaux: un bras court P, un bras long Q<br />

Chromosome télocentrique (D) : le centromère se confond avec le télomère (le<br />

bras P est tellement réduit qu'on ne l'observe pas)<br />

Historique et Définitions<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

Le phénotype, c'est l'apparence <strong>de</strong> l'individu, sa physiologie,<br />

son comportement.<br />

Le caractère est l'expression phénotypique du gène. Un caractère<br />

peut présenter différents aspects.<br />

Le génotype est l'ensemble <strong>de</strong>s gènes d'un individu.<br />

Les allèles sont les différents états du gène qui diffèrent au niveau<br />

<strong>de</strong> la composition chimique <strong>de</strong> la molécule d'ADN.<br />

le père fondateur <strong>de</strong> la génétique<br />

1843, Men<strong>de</strong>l est reçu au noviciat du monastère <strong>de</strong> Brno ; il sera<br />

ordonné prêtre en 1848. Entre à l’Université <strong>de</strong> Vienne en 1851<br />

Men<strong>de</strong>l installe un jardin expérimental et met sur pied le plan<br />

d’expériences visant à expliquer les lois <strong>de</strong> l’origine et <strong>de</strong> la<br />

formation <strong>de</strong>s hybri<strong>de</strong>s.<br />

Travaille sur <strong>de</strong>s pois comestibles présentant <strong>de</strong>s<br />

caractères dont chacun peut se retrouver sous<br />

<strong>de</strong>ux formes différentes, aisément i<strong>de</strong>ntifiables :<br />

forme et couleur <strong>de</strong> la graine, couleur <strong>de</strong><br />

l’enveloppe, forme et couleur <strong>de</strong> la gousse….<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

Phénotype Génotype<br />

Caractère<br />

Couleur <strong>de</strong>s yeux<br />

bleu (b)<br />

Marron (M)<br />

Allèles<br />

b<br />

M<br />

l’un ou l’autre sur<br />

un même locus


Homozygote-Hétérozygote<br />

-M -M Homozygote<br />

X X<br />

Dominant<br />

-M -b<br />

X X<br />

Hétérozygote<br />

-b -b Homozygote<br />

X X Récessif<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

Monohybridisme<br />

Marron<br />

Marron<br />

Bleu<br />

P (L) x (r) races pures L/L et r/r<br />

F1 100 % (L)<br />

F2 75 % (L) + 25 % (r)<br />

Petits pois Pisum sativum<br />

Biométrie<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

Travaux <strong>de</strong><br />

G. Men<strong>de</strong>l<br />

Monohybridisme<br />

Races pures<br />

Statistiques


♀<br />

r<br />

r<br />

♂<br />

Monohybridisme<br />

L/L x r/r<br />

L L<br />

L/r<br />

(L)<br />

L/r<br />

(L)<br />

100 % (L)<br />

loi 1 <strong>de</strong> Men<strong>de</strong>l<br />

L/r<br />

(L)<br />

L/r<br />

(L)<br />

Le croisement entre <strong>de</strong>ux variétés ne différant que par un seul<br />

caractère donne naissance à un génération F1 homogène,<br />

constituée d'hybri<strong>de</strong>s tous semblables entre eux et ressemblant à<br />

un type parental.<br />

loi 2 <strong>de</strong> Men<strong>de</strong>l<br />

A la <strong>de</strong>uxième génération, les caractères parentaux récessifs<br />

réapparaissent inchangés d'où la notion <strong>de</strong> pureté <strong>de</strong>s facteurs<br />

héréditaires.<br />

P<br />

F1<br />

♀<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

L<br />

r<br />

♂<br />

(L) L/r x (L) L/r<br />

L r<br />

L/L<br />

(L)<br />

L/r<br />

(L)<br />

3/4 (L) + 1/4 (r)<br />

L/r<br />

(L)<br />

r/r<br />

(r)<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

Rétro-croisement ou Backcross<br />

(L) x (r) races pures<br />

100 % (L) x (r)<br />

F2 50 % (L) + 50 % (r)


♀<br />

r<br />

r<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

♂<br />

Backcross<br />

(L) L/r x (r) r/r<br />

L r<br />

L/r<br />

(L)<br />

L/r<br />

(L)<br />

Les groupes sanguins<br />

r/r<br />

(r)<br />

r/r<br />

(r)<br />

Génotypes Phénotypes Fréquence*<br />

A/A, A/O et O/A A 45 %<br />

B/B, B/O et O/B B 9 %<br />

A/B et B/A AB 3 %<br />

O/O O 43 %<br />

* Population caucasoï<strong>de</strong><br />

1901 Landsteiner<br />

Les groupes sanguins<br />

A B O (H)<br />

Trois antigènes A, B et H sur les hématies<br />

Le locus situé sur le chromosome 9 humain<br />

Les allèles A et B sont codominants et l'allèle O est récessif<br />

(A) = (B) > (O)<br />

Détermination <strong>de</strong>s groupes sanguins<br />

Chaque sang est testé par <strong>de</strong>s<br />

anticorps anti-A et anti-B<br />

Présence d’antigènes A, pas d’antigènes<br />

B ⇒ groupe A<br />

Pas d’antigènes A, présence d’antigènes<br />

B ⇒ groupe B<br />

Présence d’antigènes A et d’antigènes B<br />

⇒ groupe AB<br />

Pas d’antigènes A, ni d’antigènes B ⇒<br />

groupe O


Les groupes sanguins : variations géographiques<br />

Ex Antigène-Anticorps<br />

Fréquence du groupe sanguin O<br />

(populations indigènes).<br />

Fréquence très élevée chez<br />

les amérindiens<br />

Fréquence la plus basse en<br />

Europe <strong>de</strong> l’est et en Asie<br />

Fréquence <strong>de</strong> l’allèle A<br />

(populations indigènes).<br />

Fréquence la plus élevée<br />

chez les européens, les<br />

aborigènes d’Australie et les<br />

populations du nord du Canada<br />

Fréquence très basse chez<br />

les indiens d’Amérique du Sud<br />

et d’Amérique centrale<br />

Groupe (O) Groupe (A) Groupe (B) Groupe (AB)<br />

H H<br />

A<br />

H<br />

B<br />

H<br />

B<br />

A<br />

Les groupes sanguins : variations géographiques<br />

Fréquence <strong>de</strong> l’allèle B (populations indigènes)<br />

L’allèle B est le moins fréquent <strong>de</strong>s allèles A,B,O<br />

Il est quasi-absent chez les amérindiens et les aborigènes d’Australie.<br />

Sa fréquence la plus élevée se trouve en Asie<br />

Les groupes sanguins<br />

Phénotypes Antigènes Génotypes<br />

(A) A A/A et A/O<br />

(B) B B/B et B/O<br />

(AB) A et B A/B<br />

(O) H O/O<br />

Du phénotype, on ne peut pas toujours déterminer le génotype


Les groupes sanguins<br />

Ce n’est pas une bonne métho<strong>de</strong> <strong>de</strong> recherche <strong>de</strong> paternité<br />

Mère (O) Enfant (O) Père (?)<br />

O/O O/O A/O ou B/O ou O/O<br />

1940 Wiener et Levine<br />

Le système Rhésus<br />

(A) ou (B) ou (O)<br />

Exemple <strong>de</strong> Monohybridisme, bras court du Chr 1<br />

2 phénotypes: (Rh + ) > (rh - )<br />

Chez les caucasoï<strong>de</strong>s, 85 % <strong>de</strong>s sujets sont (Rh) positif et<br />

15 % (Rh) négatif.<br />

(Rh + ) Rh + /Rh + ou Rh + /rh -<br />

(rh - ) rh - /rh -<br />

Les groupes sanguins<br />

Groupes sanguins Anticorps secrétés<br />

(A) anti-B<br />

(B) anti-A<br />

(AB) pas d'anticorps<br />

(O) anti-A et anti-B<br />

Les individus (O) sont <strong>de</strong>s donneurs universels.<br />

Les individus du groupe (AB) sont <strong>de</strong>s receveur universels.<br />

Le système Rhésus<br />

Anémie hémolytique du nourrisson<br />

Mère (rh - ) Père (Rh+)<br />

rh - /rh -<br />

Nécessite un immunisation <strong>de</strong> la mère (rh - ) contre (Rh +)<br />

Rh + / Rh + 100 % risque (Rh + )<br />

Rh + /rh- 50 % risque (Rh + )<br />

Danger pour le second enfant


Hérédité autosomique dominante<br />

Homme sain Femme saine<br />

Maladies du tissu conjonctif : maladie <strong>de</strong> Marfan<br />

Déficits sensoriels: surdités, maladies ophtalmologiques<br />

Maladies neurologiques: neurodégéneratives (maladie <strong>de</strong> Huntington, Chr 7)<br />

Neurofibromatose<br />

Hérédité autosomique dominante<br />

La transmission s’effectue sans saut <strong>de</strong> génération.<br />

Hérédité autosomique dominante<br />

Un individu atteint a forcément un parent atteint. Un individu<br />

sain n’a pas <strong>de</strong> risque <strong>de</strong> transmettre la maladie.<br />

(M) > (s)<br />

(M)<br />

M / M<br />

M / s<br />

(s)<br />

s / s<br />

Hérédité autosomique dominante<br />

Un individu atteint a 100 ou 50 % <strong>de</strong> risque <strong>de</strong> transmettre la<br />

maladie à ses enfants.<br />

(M)<br />

M / M<br />

100 % <strong>de</strong> risque<br />

(M)<br />

M / s<br />

50 % <strong>de</strong> risque


La neurofibromatose <strong>de</strong> type-l (NFM l)<br />

ou maladie <strong>de</strong> Recklinghausen<br />

Maladie génétique fréquente : elle touche <strong>de</strong> 1/3 000 à<br />

1/4 000 individus.<br />

Responsable <strong>de</strong> tumeurs <strong>de</strong> la peau et du tissu nerveux.<br />

Hérédité autosomique récessive<br />

•Mucoviscidose<br />

•Maladies <strong>de</strong> l'hémoglobine (thalassémies, drépanocytose)<br />

•Surdités, cécités<br />

•La plupart <strong>de</strong>s maladies métaboliques<br />

La neurofibromatose <strong>de</strong> type-l (NFM l)<br />

ou maladie <strong>de</strong> Recklinghausen<br />

Affection autosomique dominante dont le gène est localisé sur le bras long<br />

du chromosome 17.<br />

Co<strong>de</strong> pour une protéine cytoplasmique : la neurofibromine.<br />

La majorité <strong>de</strong>s individus affectés avaient un QI compris entre les scores<br />

bas et moyens.<br />

Hérédité autosomique récessive<br />

La transmission s’effectue souvent avec un saut <strong>de</strong> génération.<br />

Un individu atteint a 100 % <strong>de</strong> risque <strong>de</strong> donner le gène muté à<br />

chacun <strong>de</strong> ses enfants<br />

(m)<br />

m / m<br />

100 % <strong>de</strong> risque<br />

(S) > (m)<br />

(S)<br />

S / m<br />

50 % <strong>de</strong> risque<br />

(S)<br />

S / S<br />

0 % <strong>de</strong> risque


Hérédité autosomique récessive<br />

Un individu atteint peut avoir ses <strong>de</strong>ux parents sains. Ses<br />

parents sont dits: porteurs sains.<br />

P<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

Dihybridisme<br />

(L)(J) x (r)(v) races pures<br />

F1 100 % (L)(J)<br />

F2 9/16 (L)(J) + 3/16 (L)(v) + 3/16 (r)(J)+ 1/16 (r)(v)<br />

P<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

Dihybridisme<br />

Etu<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux caractères portés par <strong>de</strong>s chromosomes différents<br />

Graines Lisses et à cotylédons Jaunes X Graines ridées et à cotylédons vert<br />

En sachant que: Lisse > ridé et Jaune > vert<br />

(L) > (r) et (J) > (v)<br />

L'HEREDITE MENDELIENNE<br />

Dihybridisme<br />

(L)(J) x (r)(v) races pures<br />

F1 100 % (L)(J)<br />

L/L J/J x r/r v/v<br />

L/r J/v


♀<br />

L, J<br />

L, v<br />

r, J<br />

r, v<br />

♂<br />

L, J L, v r, J r, v<br />

L/L J/J<br />

(L) (J)<br />

L/L J/v<br />

(L) (J)<br />

L/r J/J<br />

(L) (J)<br />

L/r J/v<br />

(L) (J)<br />

En F2<br />

L/L J/v<br />

(L) (J)<br />

L/L v/v<br />

(L) (v)<br />

L/r J/v<br />

(L) (J)<br />

L/r v/v<br />

(L) (v)<br />

L/r J/J<br />

(L) (J)<br />

L/r J/v<br />

(L) (J)<br />

r/r J/J<br />

(r) (J)<br />

r/r J/v<br />

(r) (J)<br />

Système HLA<br />

(Human Leucocytes Antigen).<br />

L/r J/v<br />

(L) (J)<br />

L/r v/v<br />

(L) (v)<br />

r/r J/v<br />

(r) (J)<br />

r/r v/v<br />

(r) (v)<br />

Plusieurs gènes (36) situés sur le bras court du chromosome 6.<br />

Nombreux allèles pour chaque gène<br />

6 milliards <strong>de</strong> combinaisons alléliques possibles<br />

Pratiquement impossible <strong>de</strong> trouver 2 individus i<strong>de</strong>ntiques à<br />

l'exception <strong>de</strong>s vrais jumeaux.<br />

Pour les greffes, ce sont les frères et sœurs qui sont susceptibles <strong>de</strong><br />

présenter le génome le plus proche du mala<strong>de</strong>.<br />

loi 3 <strong>de</strong> Men<strong>de</strong>l<br />

Le croisement entre <strong>de</strong>ux variétés (races pures) différant entre<br />

elles par <strong>de</strong>ux caractères conduit en F1 à <strong>de</strong>s hybri<strong>de</strong>s tous<br />

semblables entre eux et semblables à l'un <strong>de</strong>s parents porteur <strong>de</strong>s<br />

caractères dominants.<br />

En F2, se produit une disjonction <strong>de</strong>s caractères ou ségrégation<br />

indépendante <strong>de</strong>s caractères avec production <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux nouvelles<br />

variétés résultant d'une recombinaison aléatoire <strong>de</strong>s caractères<br />

parentaux.<br />

L’ hérédité liée au sexe<br />

Les travaux <strong>de</strong> Morgan<br />

Morgan a utilisé la Mouche du<br />

vinaigre ou Drosophile pour<br />

faire ses recherches.


L’ hérédité liée au sexe L’ hérédité liée au sexe<br />

Le premier mutant <strong>de</strong> Morgan était une Drosophile aux<br />

yeux blancs.<br />

Phénotype sauvage Phénotype mutant<br />

R b<br />

L’ hérédité liée au sexe<br />

Morgan a ensuite laissé la F 1 se croiser.<br />

Le rapport phénotypique <strong>de</strong> la F 2 était 3/4 et 1/4.<br />

Mais!!! Les individus aux yeux blancs étaient tous <strong>de</strong>s<br />

mâles!!<br />

Morgan a croisé son mâle mutant aux yeux blancs avec<br />

une femelle homozygote pour les yeux rouges.<br />

F 1 : Tous avaient <strong>de</strong>s yeux rouges<br />

Donc, le type sauvage <strong>de</strong>vait être dominant par rapport au<br />

type mutant.<br />

♀<br />

♂<br />

X S<br />

X S<br />

L’ hérédité liée au sexe<br />

Gène récessif porté sur X<br />

Xm Y<br />

Xs/Xm<br />

♀(S)<br />

Xs/Xm<br />

♀(S)<br />

Xs/ Y<br />

♂ (S)<br />

Xs/ Y<br />

♂(S)


Les chromosomes sexuels<br />

portent <strong>de</strong>s gènes <strong>de</strong> nombreux<br />

caractères qui ne sont pas<br />

sexuels.<br />

♀<br />

X S<br />

♂<br />

Xm<br />

L’ hérédité liée au sexe<br />

Gène récessif porté sur X<br />

Xm Y<br />

Xs/Xm<br />

♀(S)<br />

Xm/Xm<br />

♀(m)<br />

Xs/ Y<br />

♂(S)<br />

Xm/ Y<br />

♂(m)<br />

♀<br />

X S<br />

♂<br />

Xm<br />

♀ ♂<br />

X S<br />

X M<br />

L’ hérédité liée au sexe<br />

Gène récessif porté sur X<br />

Xs Y<br />

Xs/Xs<br />

♀(S)<br />

Xs/Xm<br />

♀(S)<br />

L’ hérédité liée au sexe<br />

Xs/ Y<br />

♂(S)<br />

Xm/ Y<br />

♂(m)<br />

Gène dominant porté sur X<br />

Xs Y<br />

Xs/Xs<br />

♀(s)<br />

X M /Xs<br />

♀(M)<br />

Xs/ Y<br />

♂(s)<br />

X M / Y<br />

♂(M)


♀<br />

X<br />

X<br />

L’ hérédité liée au sexe<br />

Gène récessif porté sur Y<br />

♂<br />

X Y m<br />

X/X<br />

♀(S)<br />

X/X<br />

♀(S)<br />

L’hémophilie<br />

L'hémophilie est une maladie<br />

hémorragique héréditaire due au<br />

déficit d'une protéine <strong>de</strong> coagulation.<br />

Cette maladie se transmet <strong>de</strong> façon<br />

héréditaire <strong>de</strong> père en fille et <strong>de</strong> mère<br />

en fils.<br />

X/ Y m<br />

♂(m)<br />

X/ Y m<br />

♂ (m)<br />

L'inci<strong>de</strong>nce en est <strong>de</strong> 1 à 2 pour 10 000 naissances mâles (environ<br />

5000 hémophiles en France).<br />

Gène situé sur l’extrémité du bras long du chromosome sexuel X<br />

♀<br />

X<br />

X<br />

♂<br />

Il existe <strong>de</strong>ux types d'hémophilie :<br />

L’ hérédité liée au sexe<br />

Gène dominant porté sur Y<br />

X Y M<br />

X/X<br />

♀(s)<br />

X/X<br />

♀(s)<br />

L’hémophilie<br />

X/ Y M<br />

♂(M)<br />

X/ Y M<br />

♂(M)<br />

- hémophilie A, la plus fréquente (85 % <strong>de</strong>s cas), due à un déficit<br />

en facteur VIII.<br />

- hémophilie B (15 % <strong>de</strong>s cas) due à un déficit en facteur IX.


L’hémophilie<br />

Le daltonisme<br />

Le daltonisme est un trouble héréditaire <strong>de</strong> la vision<br />

Absence totale <strong>de</strong> fonctionnement d’une catégorie <strong>de</strong> cônes.<br />

Cela touche 8% <strong>de</strong>s hommes et seulement 0.45% <strong>de</strong>s femmes<br />

Le sujet atteint ne distingue pas toutes les couleurs.<br />

Gènes portés sur X<br />

Selon le sens du croisement, on n ’obtient pas les mêmes résultats<br />

Male rouge x femelle blanche ≠ Male blanc x femelle rouge<br />

Il existe <strong>de</strong>s tests qui permettent <strong>de</strong> déceler ces anomalies <strong>de</strong> la<br />

vision : ce sont les 37 tests d’Ichihara, créés en 1917.<br />

En voici trois :


Le daltonisme<br />

Le gène du daltonisme est récessif et situé sur le chromosome<br />

sexuel X.<br />

- un homme sain a pour génotype X+/Y<br />

- un garçon daltonien a pour génotype Xd/Y<br />

- une femme saine a pour génotype X+/X+ ( elle ne peut pas<br />

dans ce cas transmettre la maladie )<br />

- une femme porteuse saine a pour génotype X+/Xd ( elle<br />

peut alors transmettre l’anomalie et avoir un fils daltonien )<br />

A<br />

b<br />

(A,B)<br />

A a<br />

B b<br />

A a<br />

b B<br />

a<br />

Gènes liés- Crossing over<br />

(a,b)<br />

a a<br />

B<br />

a<br />

B<br />

a<br />

b<br />

(a,B)<br />

b<br />

b<br />

a<br />

b<br />

A<br />

b<br />

a<br />

b<br />

(A,b)<br />

A<br />

B<br />

(A,B)<br />

A a<br />

B b<br />

Gènes liés- Pas <strong>de</strong> crossing over<br />

(a,b)<br />

a a<br />

a<br />

b<br />

A<br />

B<br />

(A,B)<br />

a<br />

b<br />

Distance entre gènes<br />

b<br />

a<br />

b<br />

b<br />

a<br />

b<br />

(a,b)<br />

Soit les gènes liés A B / a b, si on réalise le backcross suivant :<br />

A B / a b x a b / a b<br />

Descendance : (A B), (a b), (A b), (a B)<br />

Nombre d'individus: n1, n2 n3, n4<br />

Exemple numérique: 55 55 5 5<br />

D = ( Nbe <strong>de</strong> recombinants / Nbe total) x 100<br />

D = (10/120) x 100 = 12 CentiMorgan<br />

L'unité <strong>de</strong> 1 CM est égale à un taux <strong>de</strong> recombinaison <strong>de</strong> 1% entre 2 gènes.<br />

a<br />

b


Distance entre gènes Limites du calcul <strong>de</strong> la distance entre gènes<br />

Ex. Si la fréquence <strong>de</strong> recombinaison est:<br />

entre le gène A et B = 23%<br />

entre le gène A et C = 17%<br />

entre le gène B et C = 6%<br />

23 cM<br />

17 cM 6 cM<br />

A C B<br />

Epistasie et Hypostasie<br />

Deux gènes agissent sur le même caractère phénotypique<br />

Certains gènes peuvent masquer la manifestation d’autres gènes<br />

Gène modificateur Epistasique<br />

Gène dominé Hypostasique<br />

Sur <strong>de</strong> grands chromosomes, la distance calculée entre 2 gènes<br />

suffisamment éloignés n'est pas égale mais inférieure à la<br />

somme <strong>de</strong>s distances calculées entre les gènes intermédiaires.<br />

Cette discordance est due au fait qu'il peut se produire<br />

simultanément 2 crossing-over entre 2 gènes éloignés. Dans ce<br />

cas, les allèles peuvent conserver leur combinaison parentale<br />

Par conséquent, dès que la distance entre <strong>de</strong>ux gènes est égale<br />

ou supérieure à 12 centimorgans, il faut s'attendre à ce que<br />

l'estimation directe soit sous-estimée.<br />

Locus H:<br />

Locus I:<br />

Epistasie et Hypostasie<br />

Ex: groupes sanguins ABO (H)<br />

Allèle H dominant<br />

Allèle h récessif<br />

Allèle I-A dominant<br />

Allèle I-B dominant<br />

Allèle i récessif<br />

Synthèse Antigène <strong>de</strong> base H<br />

Pas synthèse Antigène <strong>de</strong> base H<br />

Groupe (A)<br />

Groupe (B)<br />

Groupe (O)<br />

Si h/h, le groupe sanguin sera (O), phénotype Bombay<br />

Groupe (AB)


Pléiotropie<br />

Un gène agit en même temps sur plusieurs caractères<br />

(morphologiques et fonctionnels)<br />

Un gène qui occupe un<br />

locus donné peut agir<br />

sur l’expression<br />

phénotypique d’un<br />

autre gène qui occupe<br />

un autre locus.<br />

Ex chez la Drosophile: la mutation club<br />

Cette mutation entraîne <strong>de</strong>s ailes chiffonnées, tête aplatie, petits<br />

yeux et une torsion latérale du thorax et <strong>de</strong> l’abdomen<br />

Ex chez l’Homme: syndrome <strong>de</strong> Meckel<br />

Syndrome polymalformatif: polydactylie, malformations organiques<br />

rénales….<br />

(C) > (n)<br />

Exemple <strong>de</strong> Pléiotropie<br />

Gris: présence obligatoire<br />

<strong>de</strong> C et N. C/? et N/ ?<br />

Marron: C/? et n/n<br />

Blanc: obligatoirement c/c<br />

L'anémie falciforme ou drépanocytose ou cyclémie<br />

est due à une mutation <strong>de</strong> l'hémoglobine HbA en HbS (l'aci<strong>de</strong><br />

glutamique en position 6 <strong>de</strong> la chaine β est remplacé par la<br />

valine), les <strong>de</strong>ux allèles sont codominants.<br />

mutation pléiotrope car:<br />

la synthèse d'une molécule<br />

d'hémoglobine différente.<br />

modification <strong>de</strong> la forme <strong>de</strong>s<br />

hématies qui prennent une forme<br />

dite "en faucille".


Exemple <strong>de</strong> Pléiotropie<br />

Les sujets HbS / HbS présentent une anémie grave, ce génotype<br />

est létal.<br />

Les sujets hétérozygotes HbS / HbA présentent un phénotype<br />

intermédiaire, l'anémie est moins prononcée, mais par contre, la<br />

malformation <strong>de</strong>s hématies entraîne une certaine résistance au<br />

paludisme.<br />

Les individus homozygotes HbA / HbA sont sensibles au<br />

paludisme, s’ils ne sont pas traités dès leur naissance ils meurent<br />

en bas âge.<br />

- Au niveau du gène<br />

Mutations génétiques<br />

- Au niveau <strong>de</strong> la structure du chromosome<br />

- Au niveau du nombre <strong>de</strong> chromosome<br />

Exemple <strong>de</strong> Pléiotropie<br />

Parents: HbS / HbA x HbS / HbA<br />

Descendants : HbS / HbS, HbS / HbA, HbA / HbA<br />

Duplications<br />

Inversions<br />

Délétions<br />

Isochromosomes<br />

Translocations<br />

1/4 létaux 1/2 1/4<br />

0 2/3 1/3<br />

proportions caractéristiques <strong>de</strong> la létalité.<br />

Mutations génétiques<br />

Au niveau <strong>de</strong> la structure du chromosome


Duplications<br />

Les duplications sont <strong>de</strong>s répétitions <strong>de</strong> segments chromosomiques<br />

<strong>de</strong> longueur variable.<br />

La translocation<br />

Transfert d’un segment <strong>de</strong> chromosome sur un autre chromosome<br />

non homologue.<br />

Si les 2 chromosomes non-homologues échangent leurs segments,<br />

on parle <strong>de</strong> translocation réciproque.<br />

Inversions<br />

Une inversion est un changement <strong>de</strong> structure impliquant une ou<br />

plusieurs lésions suivie d’une rotation <strong>de</strong> 180° d’un segment<br />

chromosomique.<br />

Inversion paracentrique lorsqu’elle n’implique pas le centromère<br />

Inversion péricentrique quand elle inclut le centromère.<br />

Les délétions<br />

Télomérique Interstitielle Anneau


Syndrome du " cri du chat " :<br />

délétion 5p-<br />

Fréquence : 1/50 000<br />

Chez le nourrisson<br />

Cri caractéristique: « miaulement »<br />

dû à un larynx hypophasique.<br />

Visage lunaire<br />

Débilité<br />

Chez le grand enfant<br />

Visage étroit<br />

QI < 20. Peuvent vivre jusqu’à<br />

l’age adulte<br />

Délétion<br />

Exemples <strong>de</strong> maladies génétiques<br />

Au niveau du nombre <strong>de</strong> chromosome<br />

Anomalies du nombre d’autosomes<br />

Anomalies du nombre <strong>de</strong> chromosomes sexuels<br />

Isochromosomes<br />

Les isochromosomes sont les chromosomes qui ont <strong>de</strong>ux fois le<br />

même bras.<br />

soit <strong>de</strong>ux bras longs - q, soit <strong>de</strong>ux bras courts - p.<br />

Aberration chromosomique<br />

Monosomie<br />

Peu d’informations car généralement létale<br />

<strong>Aucun</strong>e monosomie autosomique complète n’est compatible avec<br />

la vie (mais on connaît <strong>de</strong> nombreux syndromes associés à <strong>de</strong>s<br />

délétions partielles).<br />

Souvent confondue avec une délétion


Syndrome <strong>de</strong> Down<br />

1856 Dr John Langdon Down décrit le « mongolisme »<br />

Parle actuellement <strong>de</strong> trisomie 21 ou maladie <strong>de</strong> Down<br />

La + fréquente <strong>de</strong>s aberrations chromosomiques<br />

1/700 à 1/1000 naissances<br />

Risque <strong>de</strong> naissance augmente avec l’age <strong>de</strong>s parents<br />

Syndrome <strong>de</strong> Down<br />

1976: Jackson, North & Thomas<br />

Liste <strong>de</strong> 25 signes physiques et anatomiques<br />

- <strong>de</strong> 5 signes + <strong>de</strong> 13 signes<br />

personne normale personne atteinte<br />

Troubles du comportement<br />

Syndrome <strong>de</strong> Down<br />

Syndrome <strong>de</strong> Down<br />

Malformations <strong>de</strong>s membres et du tronc<br />

Retard psychomoteur QI = 55<br />

Non héréditaire car généralement pas <strong>de</strong> reproduction<br />

45 ans signe <strong>de</strong> démence type Alzheimer (présence bêta-amyloï<strong>de</strong>)


1959 Lejeune, Gautier et Turpin<br />

montre un chr 21 surnuméraire<br />

90 % <strong>de</strong>s cas: erreur <strong>de</strong><br />

distribution <strong>de</strong>s chr avant la<br />

fécondation<br />

Toutes les cellules du corps<br />

ont 3 chromosomes 21.<br />

Syndrome <strong>de</strong> Pateau<br />

1/5000 naissances<br />

pas <strong>de</strong> différence suivant le sexe<br />

survie très courte<br />

Syndrome malformatif<br />

évocateur : Microcéphalie -<br />

Microphtalmie - Gueule <strong>de</strong><br />

loup : bec <strong>de</strong> lièvre, fente<br />

palatine<br />

Hexadactylie<br />

Anomalies viscérales<br />

Syndrome <strong>de</strong> Down<br />

Trisomie 13<br />

Syndrome <strong>de</strong> Down<br />

5 %: mosaïsme: erreur <strong>de</strong> distribution durant la secon<strong>de</strong> division<br />

cellulaire.<br />

Cellules à 3 chr 21 et cellules à 2 chr 21<br />

5 %: translocation: souvent sur les paires 14-15 et 21-22<br />

Ex: un chr 14 auquel est accroche un chr 21<br />

3 « doses » <strong>de</strong> chr 21 mais un nombre normal <strong>de</strong> chr.<br />

Syndrome d'Edward<br />

1/8000 naissances - 4 filles / 1<br />

garçon<br />

Mortalité in utero +++.<br />

Survie courte<br />

Dysmorphie cranio-faciale<br />

Chevauchement <strong>de</strong>s doigts<br />

Pieds en piolet<br />

Malformations cardiaques<br />

Trisomie 18


Les individus trisomiques pour les chromosomes 13 et 18 ont<br />

<strong>de</strong>s anomalies si graves que l'enfant ne survit que quelques<br />

jours.<br />

On trouve également <strong>de</strong>s aneuploï<strong>de</strong>s pour les autres<br />

chromosomes, mais généralement uniquement chez les foetus,<br />

qui avortent spontanément.<br />

Formule: 45 Chr, dont X<br />

Femme stérile,<br />

Malformations viscérales,<br />

syndrome dysmorphique,<br />

problème endocrinien<br />

- Seule monosomie non létale<br />

- 0,4/% naissances <strong>de</strong> filles<br />

- 99% <strong>de</strong>s monosomies X<br />

avortent précocement<br />

Syndrome <strong>de</strong> Turner<br />

Exemples <strong>de</strong> pathologies liés à un nbe<br />

anormal <strong>de</strong> chromosomes sexuels.<br />

Syndrome <strong>de</strong> Turner<br />

Syndrome du super-homme<br />

Syndrome <strong>de</strong> Klinefelter<br />

Syndrome du triple X<br />

Epidémiologie: 1 / 1 000 garçons.<br />

Clinique:<br />

souvent non détecté:<br />

phénotype normaux; gran<strong>de</strong><br />

taille.<br />

la fertilité peut être réduite;<br />

<strong>de</strong>scendance normale.<br />

léger retard mental<br />

possible; impulsivité,<br />

violence et troubles<br />

caractériels fréquents<br />

Syndrome du superhomme XYY


Syndrome <strong>de</strong> Klinefelter<br />

1942, Klinefelter syndrome<br />

associant : gynécomastie,<br />

atrophie testiculaire, azoospermie<br />

donc mâle stérile<br />

1959, Jacobs et Strong donne la<br />

formule 47, XXY<br />

1 à 2 pour 1000 naissances<br />

masculines<br />

Problème d’élocution et <strong>de</strong><br />

compréhension du langage<br />

Exemples <strong>de</strong> maladies génétiques<br />

mutation d’un gène<br />

autosomique<br />

La phénylcétonurie (PCU)<br />

Syndrome <strong>de</strong> Prater-Willi<br />

Maladie <strong>de</strong> Huntington<br />

gonosomique<br />

Le syndrome <strong>de</strong> l'X fragile<br />

Le syndrome <strong>de</strong> Lesch-Nyhan<br />

La myopathie <strong>de</strong> Duchenne<br />

La neurofibromatose <strong>de</strong> type-l (NFMl)<br />

Syndrome du triple X<br />

1/500 à 1/1000 naissance féminine<br />

les <strong>de</strong>ux X supplémentaires sont inactivés<br />

femme fertile, gona<strong>de</strong>s et phénotypes normaux dans la<br />

majorité <strong>de</strong>s cas.<br />

1 nouveau né sur 10 000.<br />

La phénylcétonurie (PCU)<br />

Pathologie récessive à gène unique (chr 12)<br />

Retard mental et <strong>de</strong>s problèmes neurologiques en l'absence <strong>de</strong> traitement dès les<br />

premières semaines <strong>de</strong> vie.<br />

Absence d'une enzyme, la phénylalanine hydroxylase, qui convertit l'aci<strong>de</strong> aminé<br />

essentiel qu'est le phénylalanine en un autre aci<strong>de</strong> aminé, la tyrosine.


Maladie <strong>de</strong> Huntington<br />

1872 Dr George Huntington (<strong>de</strong>puis le grand père)<br />

Apparition graduelle <strong>de</strong> troubles comportementaux, cognitifs et comportementaux:<br />

Débute vers 40 – 60 ans, décès en 10 à 20 ans. Touche 1 personne<br />

sur 5000 en France<br />

Transmission autosomique dominante<br />

Maladie neurodégénérative, avec <strong>de</strong>struction du caudé et du putamen:<br />

- Altération <strong>de</strong> l’humeur<br />

- Détérioration <strong>de</strong> la mémoire<br />

- Mouvements brusques et brefs sans but apparent<br />

- Absence d’ataxie, <strong>de</strong> paralysie et <strong>de</strong> déficit <strong>de</strong>s fonctions sensorielles<br />

Syndrome <strong>de</strong> Pra<strong>de</strong>r-Willi<br />

un enfant sur 10 000 à 30 000 naissances environ<br />

anomalie du chromosome 15 (délétion 15 q11-q13)<br />

dès la naissance: hypotonie marquée et difficulté à téter<br />

A l'adolescence: attrait exagéré pour la nourriture, source d'une prise<br />

<strong>de</strong> poids importante et qui peut prendre une allure d'obésité.<br />

les troubles caractéristiques du SPW s'accentuent avec l'âge<br />

Présence non obligatoire d’un retard mental généralement modéré<br />

Hypo-développement <strong>de</strong>s organes sexuels.<br />

Maladie <strong>de</strong> Huntington<br />

Gène mutant IT5 (bras court du chr 4: 4p16.3)<br />

Segment instable d’ADN<br />

Répétition du triplet CAG codant pour la glutamine<br />

Individu normal: 15 à 34 répétitions<br />

Individu mala<strong>de</strong>: 42 à plus <strong>de</strong> 66 répétitions<br />

Plus la répétition est élevée, plus la maladie est sévère.


la chorée <strong>de</strong> Huntington<br />

Au 16e siècle, exécution <strong>de</strong> femmes accusées d’être possédées par le démon<br />

(probables victimes <strong>de</strong> la chorée <strong>de</strong> Huntington)<br />

Dans ces gran<strong>de</strong>s lames histologiques, l’atrophie du striatum est très facile à<br />

observer (gauche = patient, droit = témoin, * = noyau caudé.<br />

la chorée <strong>de</strong> Huntington<br />

La maladie <strong>de</strong> Huntington provoque la <strong>de</strong>struction <strong>de</strong>s neurones du noyau caudé et du<br />

putamen (= striatum). La <strong>de</strong>struction du noyau caudé provoque un élargissement du<br />

3e ventricule<br />

la chorée <strong>de</strong> Huntington<br />

Dans les conditions normales, les<br />

neurones du cortex fabriquent et<br />

envoient vers le striatum un facteur<br />

<strong>de</strong> survie. Ce facteur serait véhiculé<br />

par une protéine, la huntingtine.<br />

Chez les mala<strong>de</strong>s, la huntingtine est<br />

anormale et les neurones du striatum<br />

ne reçoivent plus le facteur <strong>de</strong> survie<br />

dont ils ont besoin : ils meurent.<br />

(travaux du groupe <strong>de</strong> Saudou à Orsay,<br />

2004)


la chorée <strong>de</strong> Huntington<br />

En orange : individus mala<strong>de</strong>s<br />

Le syndrome <strong>de</strong> l'X-fragile<br />

Ce syndrome est caractérisé par l'association <strong>de</strong> particularités<br />

physiques, comportementales et cognitives (retard apprentissage<br />

du langage, comportement autistique).<br />

Les particularités physiques incluent un aspect du visage,<br />

évolutif avec l'âge. Cette dysmorphie faciale est associée à une<br />

hyperlaxité ligamentaire, et, chez les garçons, à un macroorchidisme.<br />

Le syndrome <strong>de</strong> l'X fragile est la cause la plus fréquente <strong>de</strong><br />

retard mental héréditaire<br />

la chorée <strong>de</strong> Huntington<br />

Les traitements<br />

• C’est génétique,<br />

– donc traitement impossible, mais…<br />

– Dépistage<br />

• Conseil génétique familiale<br />

– Si un parent est atteint => 50% <strong>de</strong> risques<br />

• Dépistage présymptomatique ou anténatale par PCR ?<br />

– Nécessite une analyse poussée <strong>de</strong>s motivations<br />

» Et une capacité <strong>de</strong> prise en charge psychologique<br />

– Anténatal : Utile que en cas <strong>de</strong> volonté d’IVG en cas positif…<br />

• Traitement symptomatique<br />

– Atténuation <strong>de</strong>s mouvements involontaires : Antagonistes DA<br />

– Dépression et irritabilité : Anti-dépresseurs<br />

• Accompagnement <strong>de</strong> soutien<br />

– Kinésithérapie<br />

– Psychologie<br />

– Ergothérapie<br />

Le syndrome <strong>de</strong> l'X-fragile<br />

1 pour 4000 garçons et 1 pour 8000 filles.<br />

+ <strong>de</strong> 15 000 personnes atteintes en France<br />

La plupart <strong>de</strong>s garçons atteints ont un QI inférieur à 50, les filles<br />

<strong>de</strong> 70 à 85.<br />

mutation d'un gène FMR1 situé sur le bras long du chromosome X<br />

caractérisée par l'expansion d'une séquence CGG répétée. (individu<br />

normal 6 à 50 et mala<strong>de</strong> 50 à 200 répétitions)<br />

Arrêt <strong>de</strong> la synthèse d’une protéine impliquée dans le<br />

développement <strong>de</strong>s connections neuronales.<br />

Pas <strong>de</strong> traitement actuel


Le syndrome <strong>de</strong> Lesch-Nyhan<br />

maladie récessive liée à l'X. Les mères sont porteuses <strong>de</strong><br />

l’anomalie qu’elles transmettent seulement aux garçons.<br />

Un enfant sur 100 000<br />

Le déficit d’une enzyme en hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransférase<br />

(HPRT).<br />

Forts taux d'urate dans le sérum et d'aci<strong>de</strong> urique dans l'urine<br />

retard mental et auto-mutilation compulsive<br />

Myopathie <strong>de</strong> Duchenne<br />

1860 par le docteur Duchenne, la dystrophie musculaire <strong>de</strong><br />

Duchenne (DMD) ou myopathie <strong>de</strong> Duchenne<br />

Très répandue 1 garçon sur 3500 à la naissance.<br />

Transmission récessive liée au chromosome X : seuls les garçons<br />

sont atteints et les femmes sont porteuses.<br />

Affecte l'ensemble <strong>de</strong>s muscles <strong>de</strong> l'organisme (muscles<br />

squelettiques, muscle cardiaque et muscles lisses).<br />

Le syndrome <strong>de</strong> Lesch-Nyhan<br />

Le SLN se manifeste entre 3 et 6 mois par une tendance à<br />

l'automutilation avec autophagie, par morsures au niveau <strong>de</strong>s<br />

lèvres, <strong>de</strong> la langue et <strong>de</strong>s doigts.<br />

Les enfants atteints ne peuvent malheureusement pas la réprimer et<br />

sont bien conscients <strong>de</strong> leur trouble. Il ne s'agit pas d'un trouble<br />

psychiatrique primitif mais d'une véritable atteinte cérébrale liée à<br />

la maladie.<br />

Myopathie <strong>de</strong> Duchenne<br />

Affaiblissement <strong>de</strong> la ceinture pelvienne (dès 2-3 ans). Le torse<br />

est rejeté en arrière, la démarche est dandinante avec une<br />

difficulté à monter les escaliers.<br />

Perte <strong>de</strong> la marche entre 10 et 13 ans. L'évolution vers une<br />

aggravation et une généralisation <strong>de</strong> l'atteinte musculaire, y<br />

compris <strong>de</strong>s muscles lisses et cardiaques.<br />

A partir <strong>de</strong> l'adolescence, l'assistance respiratoire <strong>de</strong>vient nécessaire.<br />

Absence d'une protéine <strong>de</strong>s fibres musculaires: la dystrophine<br />

qui est codée par le gène DMD. Ce gène a été i<strong>de</strong>ntifié en 1986,<br />

la dystrophine a été découverte en 1987.


liqui<strong>de</strong> amniotique<br />

utérus<br />

McGrawHill Companies Inc.<br />

Dépistage <strong>de</strong>s anomalies chromosomiques :<br />

l’amniocentèse<br />

seringue<br />

hypod.<br />

cellules<br />

foetales<br />

Réalisable à partir <strong>de</strong> la 14e<br />

semaine <strong>de</strong> la grossesse.<br />

Suite au prélèvement <strong>de</strong> 20-30<br />

ml <strong>de</strong> liqui<strong>de</strong>, les cellules<br />

recueillies sont mises en<br />

culture pendant 2 à 3 semaines<br />

afin d’augmenter leur nombre<br />

et <strong>de</strong> réaliser un caryotype.<br />

HÉRÉDITE MITOCHONDRIALE<br />

Il existe un ADN extra nucléaire dans nos cellules.<br />

ADN mitochondrial : ADN circulaire <strong>de</strong> 16 kb,<br />

37 gènes codant pour 13 protéines, <strong>de</strong>s ARN ribosomiques, et <strong>de</strong>s ARN <strong>de</strong> transfert<br />

Avec un co<strong>de</strong> différent du co<strong>de</strong> universel (!)<br />

Les mitochondries sont présentes dans l' ovocyte (en très grand nombre) :<br />

--> hérédité non mendélienne: hérédité purement maternelle.<br />

Il existe <strong>de</strong>s maladies héréditaires dues à <strong>de</strong>s gènes mitochondriaux défectueux:<br />

Atrophie optique <strong>de</strong> Leber - Myopathies mitochondriales - Syndrome <strong>de</strong><br />

Pearson ....

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!