Cours 3 e Les maladies génétiques. Les maladies génétiques

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1 Cours 3 e Ce sont des maladies liées au programme génétique, soit à son support (les chromosomes), soit à ses constituants (les gènes/allèles). Ces maladies ne sont pas contagieuses. 1- Les maladies chromosomiques. Elles sont provoquées par une anomalie dans le nombre ou la forme des chromosomes du caryotype (exemple : la trisomie 21). Elles sont dues au hasard et peuvent survenir dans n'importe quelle famille. 2- Les maladies géniques. Elles affectent les gènes, un gène (ou l un de ses allèles) s'avère non fonctionnel, incapable de remplir sa fonction. Elles affectent plus particulièrement les membres d'une même famille et les gènes concernés se transmettent de génération en génération. 3- Cas des maladies géniques liées aux chromosomes sexuels. Chez les hommes, le chromosome Y est plus petit que X. Les gènes portés par X ne sont pas les mêmes que ceux portés par Y. En conséquence, les gènes portés par X et Y (chez l'homme) n'existent qu'en un seul exemplaire. Si l un de ces gènes présente une déficience, notamment sur le chromosome X, rien ne supplée sur l autre chromosome et l anomalie ou la maladie correspondante peut apparaître. Ce type de maladies est lié à des gènes transmis par les femmes et seuls les hommes en sont atteints. 1

2 2 Exemple : la myopathie de Duchenne. De myo = muscle ; pathie = maladie ; Duchenne étant le médecin qui a décrit ce syndrôme. Conventions : Géne = "entretien des cellules musculaires" ; 2 allèles = "Bon entretien" [B], et "myopathie" [m]. Notation : X B = chromosome X porteur de B ; X m = chromosome X porteur de m ; Y - = chromosome Y qui ne porte pas ce gène (c est pourquoi il y a un «-» en bas à droite du «Y». Programme génétique du père (non malade) = X B Y - Programme génétique de la mère (non malade mais porteuse de l allèle de la myopathie) = X B X m (dans l exemple du polycopié, la mère a été appelée «Brigitte»). 2

3 Cours 3 e ère étape : Fabrication des gamètes (on ne considère que les chromosomes X & Y) : Les parents 1 : père X B Y - mère X B X m 3 Fabrication des gamètes Les gamètes X B Y - X B X m spermatozoïdes ovules Résultats de la fabrication des gamètes spermatozoïde père \ ovule mère X B Y - X B X B X B fille non malade, non porteuse de l allèle «m» X m X B X m fille non malade, porteuse de l allèle «m» X B Y - garçon non malade 2 X m Y - garçon myopathe Reprenons les choses avec le schéma : si Jacques et Philippe sont des garçons c est qu ils ont reçu un chromosome «Y» de leur papa. Jacques a eu la chance de recevoir le chromosome X de sa mère porteur de l allèle «B». Philippe a eu la malchance de recevoir le chromosome X porteur de l allèle «m». 1 Ici on ne peut pas vraiment écrire caryotype vu qu on considère aussi les gènes, on préférerait l expression «génotype» = catalogue des gènes. On peut aussi écrire «programme génétique» (partiel) des parents. 2 Pour les garçons il est inutile d indiquer s ils sont porteurs ou pas. S ils sont porteurs ils sont forcément atteints de myopathie. 3

4 4 Exercice : Le mieux est de vous proposer de travailler avec le contrôle donné l an passé sur ce sujet (les réponses en bleu) NOM : /20 2 pages 3 1- Ecrire la définition, donner un exemple et la principale caractéristique de : Maladie génétique : (3) Maladie liée au programme génétique, soit à son support (les chromosomes), soit à ses constituants (les gènes/allèles). Exemples : (qu'on peut prendre aussi dans les questions suivantes) trisomie 21, progeria, myopathie de Duchenne, etc Ces maladies ne sont pas contagieuses Maladie génique : (3) Maladie liée à un gène (ou l'un de ses allèles) qui est non fonctionnel (incapable de remplir sa fonction). Exemples : progeria, hémophilie, myopathie. Elles affectent plus particulièrement les membres d'une même famille et les gènes/allèles concernés se transmettent de génération en génération. Maladie chromosomique : (3) Maladie provoquée par une anomalie dans le nombre et/ou la forme des chromosomes du caryotype Exemple : la trisomie 21. Elles peuvent survenir au hasard et dans n'importe quelle famille. 2- Il existe des maladies géniques liées au chromosomes sexuels (X et Y), comme la myopathie de Duchenne, pourquoi de telles maladies n'atteignent qu'essentiellement des garçons? (3) (NB : pour vous aider à écrire votre raisonnement, la réponse se fait en trois étapes ; première étape liée à la différence chromosomique entre hommes et femmes ; deuxième étape liée à la conséquence de cette différence sur le nombre d'exemplaire(s) des gène(s) pour chaque sexe et chaque chromosome ; troisième étape liée au fait que «rien n'est parfait»). Chez les hommes les chromosomes X et Y ne sont pas homologues. En effet, le chromosome Y est plus petit que X et les gènes portés par le chromosome X ne sont pas les mêmes que ceux portés par Y. En conséquence, les gènes/allèles portés par les chromosomes X et Y (chez l'homme) n'existent qu'en un seul exemplaire. Si ce gène/allèle présente une déficience, notamment sur le chromosome X, rien ne supplée sur Y (alors que c'est la plupart du temps le cas pour les autres chromosomes). Il n était pas demandé de fournir un exemple, ni la caractéristique. En guise de remarque : l hémophilie, la myopathie de Duchenne en sont des exemples, la caractéristique est que ce type de maladies est lié à des gènes/allèles transmis par les femmes et essentiellement ce sont les hommes qui en sont atteints. Le daltonisme peut être considéré comme une anomalie plus que comme une maladie, car le fait d être daltonien n est pas mortel, et de nombreux animaux ne distinguent pas les couleurs comme nous (les abeilles, par exemple, ne «voient» pas la couleur rouge, elles voient les fleurs de coquelicot en bleu). 4

5 Cours 3 e Exercice : le daltonisme est une anomalie de la vision des couleurs (la plupart du temps une confusion entre le vert et le rouge). Cette anomalie est liée à un gène présent sur le chromosome X. Elle atteint 8% des hommes et seulement 0,4% des femmes. a- Que représente 8% par rapport à 0,4%? (ou : lorsqu'on a une fille daltonienne, combien a t'on de garçons qui le sont?)(la réponse tient en un chiffre) (1) 20 8 % = 20 x 0,4 % ; donc 20 garçons daltoniens pour une fille qui l est. b- Il y a 800 personnes au collège La Tuilerie, 400 de sexe féminin, 400 de sexe masculin. En théorie, combien de personnes de sexe masculin daltoniennes comptent-on dans le collège? (1) 8% s écrit aussi 8/100 ; 400 = 4 x 100 ; je détaille le calcul : 4 x 100 x 8 / 100 = 4 x 8 x 100/100 = 4 x 8 x 1 = 4 x 8 = 32 En théorie, combien de personne(s) de sexe féminin daltonienne(s) comptent-on dans le collège? (1) 0,4% s écrit aussi 0,4/100 ; 400 = 4 x 100 ; je détaille le calcul : 4 x 100 x 0,4 / 100 = 4 x 0,4 x 100/100 = 4 x 0,4 x 1 = 4 x 0,4 = 1,6 c- On considère le gène de «vision des couleurs» ; ce gène a deux allèles, un allèle «Bonne vision des couleurs», noté «D» dominant ; un allèle «daltonisme», noté «d», récessif. On considère un couple non daltoniens, la femme porteuse de l'allèle «d», prévoir la descendance de ce couple. Pour chaque case du tableau des fécondations possibles, vous indiquez le sexe de l'individu, s'il est daltonien ou pas, si elle est éventuellement porteuse. (3) Ensuite vous indiquerez comment il est possible qu'une femme soit daltonienne. (2) (Vous pouvez écrire.derrière) 1 ère étape : Fabrication des gamètes (on ne considère que les chromosomes X & Y) : Les parents 3 : père X D Y - mère X D X d 5 Fabrication des gamètes Les gamètes X D Y - X D X d spermatozoïdes ovules 3 Ici on ne peut pas vraiment écrire caryotype vu qu on considère aussi les gènes, on préférerait l expression «génotype» = catalogue des gènes. On peut aussi écrire «programme génétique» (partiel) des parents. 5

6 6 2 ème étape : fécondations possibles Résultats de la fabrication des gamètes spermatozoïde père \ ovule mère X D X D X D X V fille non daltonienne, non porteuse de l'allèle "d" Y - X D Y - garçon non daltonien* X d X D X d fille non daltonienne, porteuse de l'allèle "d"* X d Y - garçon daltonien* *Remarque : inutile d'écrire que les garçons ne sont pas porteurs de l'allèle "d", puisque s'ils l'ont, ils sont forcément daltoniens Il est possible qu'une femme soit daltonienne, pour cela il faut que son père soit daltonien (X d Y) et sa mère porteuse de l'allèle "d" (X d X D la mère est porteuse de «d» sans être daltonienne) ou (X d X d la mère est aussi daltonienne). 4- Guèrir les maladies génétiques? Remarque : il ne faut pas confondre guérir et soigner. Soigner c est combattre la maladie, guérir c est lorsqu on a gagné ce combat. On peut soigner les maladies génétiques et de manière très efficace pour certaines d entre elles mais on ne peut pas en guérir. Si cela restera sans doute toujours vrai pour les maladies chromosomiques, il existe un espoir réel de guérir un jour des maladies géniques. Le principe est d insérer dans le programme génétique (dans au moins un chromosome) de l individu qui a la maladie génique le gène dans sa version fonctionnelle. On appelle transgène un gène nouveau qu on introduit dans le programme génétique d un individu qui ne le possède pas. Cet individu est dit transgénique. Comme cet individu (être humain, animal, végétal, bactérie, etc.) a été modifié par l introduction d un gène nouveau, on dit aussi que cet individu est génétiquement modifié. Il est un Organisme Génétiquement Modifié (OGM). L outil pour intégrer (greffer) un gène nouveau dans le programme génétique d un organisme qui ne le possède pas est une catégorie d êtres vivants très particuliers appelés virus. Un virus a la capacité d insérer son chromosome dans l un de ceux de l individu qu il parasite. La cellule ainsi contaminée par le programme génétique viral va se mettre à fabriquer des virus au lieu de réaliser ses fonctions habituelles. Elle va se remplir de virus, mourir, et libérer ainsi les virus qui vont aller contaminer d autres cellules. Si on transforme génétiquement le virus en lui introduisant un transgène, le virus va ensuite introduire ce transgène dans l un des chromosomes de l individu qu il contaminera. 6

7 Un schéma pour tenter de comprendre. Prenons l exemple de la myopathie. Cours 3 e Le chromosome viral n ayant plus son intégrité, sa continuité génique, la cellule ne fabriquera pas de virus, par contre le gène du bon entretien des cellules musculaires sera «lu» et le caractère qu il détermine réalisé. Evidemment le principe est facile à comprendre, la réalisation pratique est complexe et pose beaucoup de problèmes, en particulier celui de la transformation génétique du virus. En effet, la cellule se mettra à fabriquer des virus si celui-ci n a pas été transformé, et la personne myopathe sera en plus victime de la maladie virale. 7