Cours n°4-2008

Transmission verticale d’un gène La Méiose 2N Réplication et recombinaison homologue Ségrégation aléatoire des chromosomes homologues Réplication (4N) Cours n°4 Marc Prudhomme 1ère division 2 x 2N Scission du centromère 2ème division 4 x N Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène A qui a-t-on affaire ? Biosynthèse d’un pigment Plante Champignon gène Eucaryote sup (plantes, animaux, ...) 2N 2N méiose enzyme Pigment Substrat N Fécondation Méiose N fécondation fécondation N 2N 2N Eucaryote inf (champignons, ...) méiose NTransmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène Notion de gain et perte de Qu’entend-on par relation fonction chez l’homme dominance/récessivité ? Se définit toujours par rapport à un phénotype bien précis Organisme 2N Une perte de fonction est associée à des mutations inactivant la fonction du gène (souvent cet allèle mutant est récessif/allèle fonctionnel) Quand on a 2 formes alléliques différentes d’un même gène dans un organisme, c’est-à-dire en contexte hétérozygote, Cas des haplo-insuffisances : quel phénotype observons-nous ? ex: diabète de type MODY (maturity onset diabete of young) hypercholestérolémie familiale Rq: en général l’homozygote présente une maladie plus sévère.. Un gain de fonction est associé à une modification du gène lui apportant une(des) fonction(s) nouvelle(s) Recessif Dominant Ex : activation constitutive du gène ABL…cf cours thématique cancer… Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène Le critère d’observation définit la La ségrégation monogénique dominance d’un allèle Historique : 1865 Mendel Génotype Maladie Forme de l’hématie HbA/HbA Pas d’anémie normale Les raisons du succès: HbS/HbS Anémie sévère Normale +faucille Choix du matériel Pas d’anémie HbS/HbA Rigueur des observations (qualitatives et quantitatives) Conclusions HbA dominant ?Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène Les phénotypes observés La réalisation des croisements Illustration: Genetic Analysis; 9 Illustration: Genetic Analysis; 10 Griffiths, Miller, Suzuki, Lewontin Griffiths, Miller, Suzuki, Lewontin Gelbart; Gelbart; Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène L’analyse Les résultats.. Forme du pois Couleur du pois Couleur de la fleur En F1, un seul caractère est présent. Pourtant le caractère absent est conservé puisqu’on le retrouve en F2. Parent x x x Mendel introduit la notion de dominance et de récessivité. F1 Forme Couleur Couleur du pois du pois de la fleur dominant F2 5474 6022 705 1850 2001 224 récessif 3.15 : 1 Rapport 2.96 : 1 3.01 : 1Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène Formulation de la Analyse du rapport 3 : 1 ségrégation monogénique x j//j x J//J 2N Couleur du pois Phénotype de méiose Autofécondation la descendance xx P 100% 100% N j/ J/ 519 166 100% fécondation 2N j//J F1 353 31: méiose et 50% j/ 50% J/ N F2 fécondation 60226022 tous 100% Fécondation 1/2 1/2 J/ j/ 60226022 2N 20012001 1/2 J/ 3 : 1 20012001 1/4 1/4 3.01 : 1 1/4 1/4 1 : 2 : 1 1/2 3: 1 j/ Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène La lignée pure Le Test cross Comment obtient-on des lignées pures pour un caractère ? 2N x La clé: l’autofécondation ou les croisements consanguins j//J j//j Génération AA Aa aa méiose tous N 50% j/ et 50% /J j/ 0 100 fécondation Fécondation j/ rapport 1 25 50 25 2N 1 J/ 2 37.5 25 37.5 : j/ 1 3 43.75 12.5 43.75 Le moyen de « visualiser » la fréquence des gamètes 4 46.875 6.25 46.875 produits par l’hétérozygote au travers des phénotypes de la descendance.Transmission verticale d’un gène Ségrégation monogénique Nomenclature pour l’analyse de généalogie humaine [A] [a] P A/A x a/a Test cross F1 A/a A/a x a/a F2 = F1xF1 1:A/A 2: A/a 1: a/a 1: A/a 1: a/a A > a 3[A] 1[a] 1[A] 1[a] A < a 1[A] 3[a] [a] A co-dom. a 1[A] 2[N] 1[a] 1[N] 1[a] Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène Fréquence allélique et Génétique médicale polymorphisme L’apparition d’un phénotype malade dans une Capacité à détecter par le goût de la phénylthiocarbamide descendance d’individus sains peut révéler une transmission mendélienne d’anomalie récessive. Le polymorphisme est très répandu dans une population et les morphes sont souvent liés à une transmission mendélienne. Du fait du faible échantillonnage de descendants, on La fréquence allélique varie suivant la population étudiée. Son ne retrouve pas souvent des rapports mendéliens. estimation est une aide précieuse pour établir les génotypes dans une généalogie. Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène Fréquence de maladies Les maladies héréditaires. héréditaires 6 à 7000 maladies génétiques et 5 nouvelles sont décrites chaque semaine dans la littérature médicale. Scan fréquence p483 15-1 Plus de 500 maladies héréditaires récessives répertoriées rares. Accès info: http://www.infobiogen.fr http://orphanet.infobiogen.fr/ http://www3.ncbi.nlm.nih.gov/Omim/ Les unions au sein de certains groupes ethniques ont pour effet d’augmenter la fréquence d’homozygotes Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène Fréquence de la maladie et fréquence Fréquence de la maladie et fréquence des des allèles responsables dans une allèles responsables dans une population population Si on admet que les mariages dans la population se font de manière parfaitement aléatoire alors cela équivaut à l’union aléatoire des gamètes sur l’ensemble de la population. Aaaa AA Population gamètes Individu fréquence 2 AA p A a A p Fréquence allélique pq+=1 A p a q Aa pq La fréquence d’une maladie liée à un allèle récessif correspond à la fréquence des individus homozygotes récessifs. A p aA qp a q Anémie falciforme, 1/400 population noire américaine 2 a q aa q soit 1/400 de HbS/HbS soit de HbA/HbS principe d’Hardy-WeinbergTransmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène Mutations récessives létales La fréquence des accidents génétiques Ex : chez la Souris Conceptions 100 Isolement de souris au pelage jaune Avortements [ J] x [ G] spontanés 15 Naissances 1 [ J] : 1 [G] 85 La souris jaune est hétérozygote [ J] x [ J] Anomalies Morts Mutations géniques chromosomiques périnatales (dominantes, récessives) 2 [ J] : 1 [G] 0.5 1.7 1 (Sankaranarayanan, mutation research 61, 1979) Transmission verticale d’un gène Mutations récessives létales [ J] x [ J] jg 2 [ J] : 1 [G] [ J ] j jg x jg [ J ] [ G ] g Le croisement entre 2 hétérozygotes comportant un allèle récessif létal modifie les rapports mendéliens de la descendance du fait de l’absence de la descendance homozygote comportant l’allèle létal.