Partie 1 : Hérédité chez l Homme

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1 BIO65 Page 1 sur 10 Partie 1 : Hérédité chez l Homme Objectif du TD: Comment établir si un caractère est héréditaire chez l Homme, sachant que : on ne peut pas faire de croisements on ne peut pas établir de «lignées pures» (qu est-ce que cela veut dire, au fait?) on ne peut pas faire de mutagenèse (ni par irradiation, ni par produit chimique ) on ne peut pas faire de transgénèse les familles sont en général peu nombreuses on n a aucun contrôle ni sur le génotype ni sur l environnement des sujets. Alors, comment faire? 1. quels seront les «matériels et méthodes»? 2. comment interprète-t-on les arbres généalogiques ci-dessous? a. Arbre numéro 1 b. Arbre numéro 2 c. Arbre numéro 3

2 BIO65 Page 2 sur 10 d. Arbre numéro 4 e. quelle différence entre co-dominance et semi-dominance? 3. que savez-vous des différents types de cartographie?

3 BIO65 Page 3 sur comment faire la carte génétique chez l Homme? a. exemple de ségrégation de deux couples d allèles b. qu est-ce qu une méiose informative? b. Comment identifier les recombinés?

4 BIO65 Page 4 sur 10 c. Exemple de résultats 5. Exemples de complications fréquentes dans l analyse des arbres généalogiques a. Arbre numéro 5

5 BIO65 Page 5 sur 10 b. Arbre numéro 6 Syndrome de Waardenburg -Surdité -Couleur des yeux -Mèche blanche -Grisonnement prématuré Les maladies dues à des extensions de triplets c. Arbre numéro 7

6 BIO65 Page 6 sur 10 Partie 2 : Exemple d analyse génétique chez l Homme : le syndrome ongle-rotule (NPS, nail patella syndrome) Les manifestations essentielles du syndrome : Première description en 1820 Syndrome rare, non létal Analyse plus approfondie en 1897, par LITTLE Caractère autosomique dominant et pléiotrope: en 1933, puis 1950 Mais aussi : Reins Yeux Tendons Ligaments Os Muscles Quelles caractéristiques font de NPS un syndrome intéressant à étudier du point de vue du généticien?

7 BIO65 Page 7 sur 10 La première analyse de liaison : Le syndrome NPS est-il génétiquement lié au groupe sanguin ABO? Illustration de la démarche. (Année 1951) Qu est-ce qu un marqueur? Que signifie l expression «génétiquement lié»? Que signifie le terme «phase»? Pourquoi deux phases sont représentées dans les schémas ci-dessous? Que pouvez-vous conclure des seules données ci-dessous? Finalement, localisation confirmée sur le chromosome 9 humain L apport du travail sur le contrôle de l expression du gène de l insuline dans les cellules des îlots bêta du pancréas chez le hamster (IANNOTTI et al. 1997) Gène, LMX1, d une protéine LIM-HD cloné chez le hamster, active la transcription du gène de l insuline Clonage d un homologue chez l homme LMX1.1 : sur le chromosome 1 (FISH) Clonage d un gène LMX1-related chez l homme LMX1.2 : sur le chromosome 9 (FISH) A partir d une sonde cdna de ce gène, clonage de LMX1.2 hamster A partir d une sonde LMX1 hamster, clonage (1995) du LMX1 poulet LMX1.2 humain, LMX1.2 hamster et LMX1 poulet présentent les homologies de séquences les plus importantes. LIM1 LIM2 HD NH2- -COOH

8 BIO65 Page 8 sur 10 Le travail de VOLLRATH et al Les homologues LMX1B (ex-lmx1.2) poulet et souris jouent un rôle dans l établissement de la polarité dorso-ventrale des pattes dans l embryogenèse. LMX1B: [ ] an appealing positional candidate for the gene mutated in NPS Que signifie cette expression «candidat par la position», à votre avis? Les auteurs publient la séquence d une grande partie du gène LMX1B humain et en présentent l organisation génomique : Au moins 8 exons ; exon 2 = domaine LIM1 ; exon 3 = domaine LIM2 ; exon 4 à 6 = homéodomaine 379 acides aminés Protéine de type LIM-HD Comment établir le rôle de ce gène LMX1B dans le syndrome NPS? Quelles sont les données expérimentales qui peuvent vous amener à conclure que le gène LMX1B est bien impliqué dans le syndrome NPS? Les familles que VOLLRATH pouvait étudier :

9 BIO65 Page 9 sur 10 Données de la séquence des exons chez les patients. Le contrôle est un sujet sain de 74 ans. Pourquoi 74 ans? Ces fragments de séquence correspondent aux exons suivants : UM47 : exon 3 ; UM65 : exon 2 ; UM68 : exon 2 ; UM310 : exon 4 Quelle est la nature de la mutation chez le patient UM : 65? Chez les autres patients? Pourquoi les mutations sont-elles différentes chez ces 4 familles? Peut-on envisager l existence d un effet fondateur expliquant la maladie chez ces 4 familles? Les sujets présentés sont-ils homozygotes ou hétérozygotes pour le changement de séquence? Comment pouvez-vous exclure qu il s agisse d un polymorphisme neutre? Comment explique-t-on le caractère dominant d une mutation? quelle explication favoriseriez-vous dans le cas des 4 familles présentées ci-dessus? Finalement, quelle est votre conclusion, avec ces éléments? Qu apporte le modèle des souris KO? CHEN et al Type sauvage Souris KO Lmxb1 -/-

10 BIO65 Page 10 sur 10 Phénotype rénal a et b : coloration réactif de Schiff c et d : membrane basale des glomérules La mise à jour des mutations en 1999 CLOUGH et al. Distribution de 64 mutations identifiées en 1999 Quels commentaires pouvez-vous faire sur cette distribution? Pour aller plus loin : les expériences de doubles hybrides MARINI et al. 2005

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