Chapitre 20 L'HEREDITE HUMAINE Le génome humain renfermerait environ 30000 gènes. Comme pour les végétaux et les animaux, l'hérédité humaine suit les lois de Mendel mais son étude est plus complexe. I. LES METHODES D'ETUDE DE L'HEREDITE HUMAINE A. Les problèmes de l'étude de l'hérédité humaine Il n'est pas possible (comme pour les végétaux ou les animaux) de diriger les accouplements. Il n'est donc pas possible d'obtenir des lignées pures humaines. Un couple a une descendance plutôt réduite (c'est à dire deux enfants en moyenne) ce qui rend très difficile toute étude statistique. La durée d'une génération est longue (entre 25 et 30 ans contre quelques mois pour le pois) B. Les maladies génétiques Les maladies génétiques sont dues à des mutations du génome. Certains gènes subissent des modifications et deviennent alors anormaux (le produit de leur expression aussi.). Il est possible de classer les maladies génétiques en trois catégories : Les maladies monofactorielles : résultant de la mutation d'un seul gène. Ce sont le plus souvent des maladies métaboliques. Elles sont transmises selon les lois de la génétique classique (génétique mendélienne.). Exemples : mucoviscidose, drépanocytose, chorée de Huntington. Les maladies plurifactorielles : plusieurs gènes sont touchés, leur mode de transmission est difficile à analyser Les aberrations chromosomiques résultant d anomalies lors de la division méiotique donnant des chromosomes supplémentaires ou alors des chromosomes manquants, ou encore des chromosomes avec une structure anormale. Des études sont réalisées soit pour prévenir l'apparition de ces maladies soit pour les dépister et ensuite les soigner. On réalise un arbre généalogique le plus complet possible de façon à essayer de confirmer les hypothèses sur l'origine de la maladie. De tels arbres généalogiques obéissent à des conventions. II. LES MODES DE TRANSMISSION DES CARACTERES HUMAINS A. L'hérédité autosomique Elle concerne la transmission des caractères portés par les autosomes. Seuls les autosomes sont touchés, la maladie affecte donc les deux sexes dans les mêmes proportions. 1. L hérédité autosomique dominante - les filles sont autant touchées que les garçons - toutes les générations sont touchées par la maladie et de façon assez fréquente (pas de cas isolé). L allèle sain étant récessif on le note s L'allèle muté étant dominant on le note M
Quels sont les génotypes possibles? Exemples de maladies génétiques à transmission autosomique dominante : - La chorée de Huntington : les neurones du cortex et du tronc cérébral dégénèrent et il en résulte une perte de la coordination des mouvements et une démence. - L'hypercholestérolémie. 2. L hérédité autosomique récessive - les filles sont autant touchées que les garçons - sur les trois générations représentées, deux seulement sont touchées par la maladie et de façon isolée - des parents sains ont des enfants malades (ils sont dits vecteurs) L'allèle sain étant dominant on le note S L'allèle muté étant récessif on le note m Quels sont les génotypes possibles? Exemples de maladies autosomales récessives: - La mucoviscidose : la plus fréquente des maladies génétiques (1/2000 naissances). Les glandes des muqueuses produisent un mucus abondant et visqueux. La maladie se manifeste par une sudation importante, très concentrée en NaCl. - La phénylcétonurie : maladie métabolique. Un acide aminé, la phénylalanine, n'est plus transformé en tyrosine par manque de la phénylalanine hydroxylase. Les produits qui s'accumulent sont à l'origine de l'intoxication de l'encéphale ce qui entraîne une arriération mentale - L'albinisme : maladie due à la mutation d'un gène permettant la synthèse de la mélanine (un pigment). Il y a une absence de pigmentation de la peau et des phanères (poils, cheveux, ongles).
3. La codominance : les groupes sanguins du système ABO Les groupes sanguins du système ABO sont déterminés par trois allèles différents = gène polyallélique. Les allèles A et B vont s'exprimer avec la même force = allèles codominants et codent les antigènes A et B présents à la surface des hématies. Ils dominent tous deux l allèle h, codant la substance H caractérisant le groupe O. A B AB A B O A AB? Donnez le(s) génotype(s) possible(s) de chaque individu en complétant le tableau suivant : Phénotype (Groupe sanguin) Génotype A B AB O D après l étude de la descendance du couple A/B, déterminez le génotype de la femme A et de l homme B : A l aide d un échiquier de croisement, expliquez la répartition de ces génotypes dans la famille et donnez la probabilité d avoir des enfants A, B, AB et O pour le couple A/AB. B. L hérédité liée au sexe Les maladies liées au sexe concernent d'abord et surtout le chromosome X. Remarque : dans le cas d une maladie lié au chromosome Y, tous les hommes appartenant à une même famille sont touchés par la maladie qui se transmet invariablement et sans exception de père en fils. Ce cas est très rare. Exemple : l'hypertrichose (poil dans les oreilles). 1. La transmission d un caractère porté par le chromosome X Les deux sexes portent le chromosome X donc a priori les deux sexes peuvent être touchés. Cependant les hommes ne possèdent qu'un chromosome X donc ils sont plus touchés que les femmes car le chromosome Y (non homologue de X) ne peut pas porter l allèle sain compensant l affection.
a) Le cas d'une mutation dominante M = allèle muté dominant n = allèle normal récessif Une femme, peut présenter les génotypes suivants : (X n//x n) : la femme est [normale] (X M//X n) : la femme est [malade] (X M//X M) : la femme est [malade] Donc il suffit que la femme soit hétérozygote pour qu'elle soit malade. Un homme peut présenter les génotypes suivants : (Y//X n) : homme [normale] (Y//X M) : homme [malade] Exemple : rachitisme familial vitamino-dépendant. b) Le cas d'une mutation récessive - - sur les trois générations représentées, deux seulement sont touchées par la maladie et de façon isolée (un cas par génération) Un homme peut présenter les génotypes suivants : Une femme peut présenter les génotypes suivants : Exemples de maladies : - Les hémophilies (touche 1 garçon/10000): troubles de la coagulation dus à l'absence de facteurs de la coagulation - Le daltonisme : anomalie de la vision des couleurs qui touche 4% des hommes et 0.5% des femmes - La myopathie de Duchenne (concernant 1 garçon/5000) : maladie due à l'absence de dystrophine, une protéine présente au niveau des fibres musculaires. Les individus atteints présentent une dégénérescence progressive des fibres musculaires aboutissant à une perte totale d'autonomie. Cette maladie concerne uniquement les hommes.
III. LES ABERRATIONS CHROMOSOMIQUES On parle d aberration chromosomique quand une mutation affecte de très nombreux gènes. Elle résulte généralement d un dysfonctionnement de la méiose, qui induit des gains ou des pertes de portion de chromosomes, ou de chromosomes entiers (monosomie ou trisomie). Elles touchent aussi bien les autosomes que les gonosomes. La trisomie 21 (ou syndrome de Down), touchant l autosome 21, est la plus fréquente (1 cas sur 650 naissances), cette fréquence augmentant avec l âge de la mère. Elle se caractérise par certains traits de visage, une arriération mentale plus ou moins importante, un vieillissement précoce et des troubles immunitaires et cardiaques. Les monosomies autosomiques sont létales. Les trisomies ou monosomies gonosomiques se caractérisent essentiellement par la stérilité et l arriération mentale.