PARTIE 3 : CORPS HUMAIN ET SANTE CH7 : VARIATION GENETIQUE ET SANTE (3 A 4 S.) I. LA MUCOVISCIDOSE, UN EXEMPLE DE MALADIE GENETIQUE :

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1 I. LA MUCOVISCIDOSE, UN EXEMPLE DE MALADIE GENETIQUE : Comment expliquer l origine d une maladie génétique récessive? ex : la mucoviscidose. Site de référence : Les SVT et moi, activité 1 livre p 320, Analyser les documents afin de comprendre ce qu est la mucoviscidose Déterminer quelle est l origine de cette maladie. démarche scientifique ou technologique Observer, rechercher et organiser les informations. mesurer, calculer, appliquer des consignes. Raisonner, argumenter, Communiquer à l aide de langages ou d outils scientifiques ou technologiques. Analyser un arbre généalogique pour comprendre les modalités de transmission d une maladie génétique d une génération à l autre. Maîtriser les notions d homozygotie, d hétérozygotie et de dominance/réces sivité. Expliquer comment on peut limiter les effets d une maladie génétique. Dans le cadre d une maladie génétique, la mutation d un allèle entraine la synthèse d une protéine non fonctionnelle (phénotype moléculaire) à l origine du phénotype malade. La lecture d un arbre généalogique sur lequel figurent les phénotypes des individus d une famille permet d estimer le risque de transmission d une maladie génétique : o o o Pour chacune de ses paires de chromosomes, un parent transmet au hasard un seul des 2 chromosomes à ses enfants, et donc un seul allèle par gène. Un individu portant 2 allèles identiques, mutés ou non, est dit homozygote (il est hétérozygote dans le cas contraire). Chez un individu hétérozygote l allèle responsable du phénotype est dit dominant, l autre allèle est dit récessif. Un allèle muté peut être relativement fréquent dans la population, mais seuls les individus homozygotes possédant 2 allèles mutés sont malades. TS - Si les 2 allèles participent au phénotype, il y a codominance. La thérapie génétique consiste à introduire dans les cellules malades, par différentes techniques, un allèle non muté du gène impliqué dans la maladie en vue de la traiter. Ainsi les cellules traitées synthétisent une protéine fonctionnelle. (l. 19) La thérapie génique est un espoir de correction des maladies génétiques. On peut limiter les symptômes d une maladie génétique en agissant sur des paramètres de l environnement du malade (kinésithérapie, régime alimentaire, ) La mucoviscidose est une maladie fréquente, provoquée par la mutation d un gène qui est présent sous cette forme chez une personne sur 40 environ. Seuls les homozygotes pour l allèle muté sont malades. Le phénotype malade comporte des aspects macroscopiques qui s expliquent par la modification d une protéine. L étude d un arbre généalogique permet de prévoir le risque de transmission de la maladie. On limite les effets de la maladie en agissant sur des paramètres du milieu. La thérapie génétique Recenser, extraire et organiser des informations : - pour établir le lien entre le phénotype macroscopique et le génotype ; - pour comprendre les traitements médicaux (oxygénothérapie, kinésithérapie) et les potentialités offertes par les thérapies géniques. Étudier un arbre généalogique pour évaluer un risque génétique.

2 constitue un espoir de correction de la maladie dans les cellules pulmonaires atteintes. mots clés Homozygote, Hétérozygote, phénotype moléculaire, phénotype cellulaire, phénotype macroscopique. Activité 1 p Traitement : PPT Doc. 1 : Symptômes de la mucoviscidose : mucus épais et collant qui provoque des difficultés respiratoires et digestives + affectation en cascade de différents organes : foie, pancréas, intestins, organes génitaux Doc. 2 : Origine génétique de cette maladie : gène CFTR localisé sur le chromosome 7. Lecture d un arbre généalogique : malades = personnes portant 2 allèles mutés dit homozygotes (Homo- préfixe qui signifie identique, -zygote : œuf). Les personnes porteuses saines portent 1 allèle mutés et un allèle normal : elles sont hétérozygotes (hétéro- préfixe qui veut dire différent). Pour que l individu soit malade il doit être homozygote, le gène muté est donc récessif (version d un gène qui ne s exprime pas au niveau du phénotype s il n est présent qu en un seul exemplaire). A l inverse le gène normal est dominant (version d un gène qui s exprime toujours au niveau du phénotype). Ovules (II-1) N m (N//N) (m//n) N Spermatozoïdes [Individu sain] [Porteur sain] (II-2) (N//m) (m//m) m [Porteur sain] [Individu malade] L individu III-2 étant malade, il a reçu un allèle muté de chacun de ses parents qui sont donc porteurs sains II-2 et II-1 portent un allèle normal (N) et un allèle muté (m). Doc. 3 : Le gène CFTR code pour une protéine qui intervient dans l élaboration du mucus et permet de la fluidifier. On a découvert des mutations sur ce gène dont la plus courant notamment la plus courante : une délétion de 3 nucléotides qui fait disparaître un aa la Phe dans la protéine. La structure de la protéine se trouve alors modifiée et ne fonctionne plus. Le gène ne s exprime plus. Cela perturbe la fabrication du mucus dans de nombreux organes. Diaporama : Les différents traitements visent à améliorer la vie des patients. La thérapie génique reste l espoir de corriger ces anomalies. Bilan : La mucoviscidose se traduit par la production d un mucus anormalement épais qui encombre les voies respiratoires et les canaux pancréatiques. Cette maladie est la conséquence de la mutation d un seul gène (gène CFTR). Seuls les individus homozygotes sont atteints. Dans les familles touchées par la maladie, l étude d un arbre généalogique permet de prévoir le risque pour un nouvel enfant d être atteint. Les effets de la maladie sont atténués par certaines pratiques. La thérapie génique représente un espoir de corriger l anomalie dans les cellules pulmonaires atteintes. Le déterminisme génétique de cette maladie est absolu : - 2 allèles atteints : malade à 100% - pas d allèles atteint : pas malade Dans certaines maladies, la présence d allèles altérés n implique pas obligatoirement le déclenchement de la maladie.

3 II. DES MALADIES AUX ORIGINES MULTIFACTORIELLES.: Comment expliquer le développement d une maladie génétique? ex : le diabète. Site de référence : Les SVT et moi, activité 1 livre p 320, Ressources vidéo AFD Asso Franç Diabétique Analyser les documents afin de comprendre ce qu est la mucoviscidose Déterminer quelle est l origine de cette maladie. démarche scientifique ou technologique Observer, rechercher et organiser les informations. mesurer, calculer, appliquer des consignes. Raisonner, argumenter, Communiquer à l aide de langages ou d outils scientifiques ou technologiques. Discuter de la part du patrimoine génétique et de l environnement dans le développement de certaines maladies. Il existe des gènes dont certains allèles rendent plus probables le développement d une maladie sans pour autant le rendre certain : ce sont des gènes de prédisposition. Notre environnement et notre mode de vie interviennent également. Ces maladies (diabète de type 2, maladies cardiovasculaires ) sont donc multifactorielles. L impact du génome sur la santé n est donc pas systématique puisque le comportement individuel peut modifier les risques d être malade. Le plus souvent, l impact du génome sur la santé n est pas un déterminisme absolu. Il existe des gènes dont certains allèles rendent plus probable le développement d une maladie sans pour autant le rendre certain. En général les modes de vie et le milieu interviennent également, et le développement d une maladie dépend alors de l interaction complexe entre facteurs du milieu et génome. Un exemple de maladie (maladie cardiovasculaire, diabète de type II) permet d illustrer le type d études envisageables. mots clés Recenser, extraire et organiser des informations pour identifier : - l origine multigénique de certaines maladies ; - l influence des facteurs environnementaux ; Comprendre que déterminer les facteurs génétiques ou non d une maladie repose sur des méthodes particulières qui constituent les fondements de l épidémiologie. Comprendre les conditions de validités d affirmations concernant la responsabilité d un gène ou d un facteur de l environnement dans le déclenchement d une maladie. Savoir choisir ses comportements face à un risque de santé pour exercer sa responsabilité individuelle ou collective.

4 Activité livre sur le diabète p Vidéo sur le diabète En déduire que le diabète est d origine multifactorielle soit multigénique. Maladies infectieuses Maladies monogéniques Maladies multigéniques et multifactorielles Grippe SIDA Hépatite Myopathie Mucoviscidose Drépanocytose Maladies cardiovasculaires Cancer DNID de type 2 Bilan : Les études statistiques (épidémiologie) montrent que l altération de certains gènes favorise le développement de maladies comme le diabète de type 2 mais ces maladies ne présentent pas de lien absolu avec la présence de ces allèles, comme dans le cas de la mucoviscidose. Le milieu de vie, les habitudes alimentaires et l activité physique jouent un rôle majeur : la survenue de la maladie dépend d une interaction complexe entre facteurs génétiques et environnementaux. Ce sont des maladies multifactorielles

5 III PERTURBATION DU GENOME ET CANCERISATION. Comment expliquer simplement ce qu est un cancer et quelles en sont les causes possibles? Site de référence : Les SVT et moi, activité 1 livre p , Analyser les documents afin de comprendre ce qu est un cancer Déterminer quelles sont les origines de cette maladie. démarche scientifique ou technologique Observer, rechercher et organiser les informations. mesurer, calculer, appliquer des consignes. Raisonner, argumenter, Communiquer à l aide de langages ou d outils scientifiques ou technologiques. Mobiliser les notions de mutation et de fonctionnemen t des gènes. Au cours de la vie d un individu, l accumulation de mutations dans ses cellules somatiques peut conduire à la multiplication anarchique de cellules mutées formant des clones : c est le processus de cancérisation. (l. 7) De telles mutations peuvent être : o Spontanées ; o Favorisées par des agents mutagènes ; o Provoquées par des infections virales. La connaissance des processus de cancérisation permet d envisager des mesures préventives Des modifications accidentelles du génome peuvent se produire dans des cellules somatiques et se transmettre à leurs descendantes. Elles sont à l origine de la formation d un clone cellulaire porteur de ce génome modifié. La formation d un tel clone est parfois le commencement d un processus de cancérisation. Des modifications somatiques du génome surviennent par mutations spontanées ou favorisée par un agent mutagène. D autres sont dues à des infections virales. La connaissance de la nature des perturbations du génome responsable d un cancer permet d envisager des mesures de protection (évitement des agents mutagènes, surveillance, vaccination). mots clés Cancer, Mutations somatiques, Clone Recenser, extraire et organiser des informations pour identifier l origine des facteurs de cancérisation (agents mutagènes, infections virales). Comprendre les causes multiples pouvant concourir au développement de certains cancers (cas des cancers pulmonaires) et identifier des mesures de prévention possibles. Comprendre l importance, en matière de santé publique, de certains virus liés à la cancérisation (hépatite B, papillomavirus) et connaître les méthodes de prévention possibles.

6 1. Les caractéristiques d un cancer. Bilan : Les cancers sont des maladies causées le plus souvent par l apparition d un amas de cellules qui constituent les tumeurs. Les cellules de la tumeur ont acquis la capacité de proliférer de façon indéfinie et incontrôlées. Elles peuvent aussi se détacher de la tumeur et essaimer dans l organisme, créant ainsi des métastases. Une tumeur trop grosse réduit considérablement la fonction de l organe aboutissant à son arrêt. 2. Les bases génétiques du cancer. Bilan : La cancérisation d une cellule provient de l accumulation de mutations sur une cellule somatique : elle devient capable de se multiplier de façon continue et non contrôlée. Cette cellule et ses descendantes formeront une tumeur 3. Cancers et agents mutagènes. Bilan : Les mutations à l origine du cancer peuvent être spontanée ou provoquées par des agents mutagènes. Certains virus peuvent modifier l expression des gènes qui contrôlent la prolifération cellulaire : ils contribuent donc au développement de certains cancers.

7 IV LA RESISTANCE BACTERIENNES AUX ANTIBIOTIQUES.. Comment expliquer l origine de l augmentation des cas de résistance bactérienne aux antibiotiques? Site de référence : Les SVT et moi, activité QCM, doc référence article INSERM Répondre au QCM et être capable d expliquer le contenu et les réponses. 1. Les causes d apparition de la résistance chez les bactéries 2. Les mécanismes de sélection des bactéries résistantes 3. Le rôle des différents facteurs dans l apparition de la résistance 4. En quoi est-ce un problème de santé publique?. démarche scientifique ou technologique Observer, rechercher et organiser les informations. mesurer, calculer, appliquer des consignes. Raisonner, argumenter, Communiquer à l aide de langages ou d outils scientifiques ou technologiques. Mobiliser les notions de mutation et de fonctionnemen t des gènes. Au sein d une population bactérienne, certaines bactéries ont déjà des mutations acquises par hasard, les rendant résistantes aux antibiotiques. Par la suite, en présence d un antibiotique donné, seules ces bactéries résistantes survivent, se multiplient et transmettent leur résistance. L utilisation de l antibiotique conduit donc à la sélection des individus mutants : c est un phénomène de sélection naturelle. Ainsi l utilisation abusive des antibiotiques augmente la fréquence des bactéries résistantes ce qui pose, notamment en France, un problème de santé publique. Des mutations spontanées provoquent une variation génétique dans les populations de bactéries. Parmi ces variations, certaines font apparaître des résistances aux antibiotiques. L application d un antibiotique sur une population bactérienne sélectionne les formes résistantes et permet leur développement. L utilisation systématique de traitements antibiotiques peut augmenter la fréquence des formes résistantes par sélection naturelle. Concevoir et mettre en place un protocole permettant de montrer la sensibilité de microorganismes à différents antibiotiques. Recenser, extraire et organiser des informations pour : - identifier la sensibilité ou la résistance de microorganismes à différents antibiotiques - calculer le taux d apparition de résistances dans une population. Comprendre, sur un exemple, l application du raisonnement évolutionniste en matière médicale. mots clés Mutation, Résistance aux antibiotiques, Sélection naturelle Bilan : Des mutations spontanées peuvent faire apparaître des bactéries résistantes à un antibiotique. L utilisation massive de cet antibiotique dans les traitements médicaux va sélectionner les bactéries, et de ce fait, leur fréquence va augmenter. Comme cette sélection s opère pour les différents antibiotiques connus, des souches bactériennes multirésistantes apparaissent, ce qui pose un problème majeur de santé publique.