GENETIQUE DES POPULATIONS

GENETIQUE DES POPULATIONS ­ Etudie ­ La distribution des gènes à l’intérieur des populations ­ Les facteurs qui maintiennent ou modifient la fréquence des gènes ou des génotypes d’une génération à une autre ­ Il s’agit là d’un pr oblème centr al de ­ L’étude de l’évolution ­ La génétique médicale: ­ Conseil génétique, ­ Dépistage génétique
LA LOI DE HARDY
LA LOI DE HARDY ­­ WEINBERG ­ p+q = 1 ­ Fr équence des homozygotes = p 2 et q 2 ­ Fr équence des hétér ozygotes = 2pq ­ Décr it en 1908 indépendamment par un Mathématicien Anglais HARDY Physicien Allemand WEINBERG
­ Ce concept explique pour quoi ­ Les traits dominants ne supplantent pas les traits récessifs ­ Les fr équences des allèles et des génotypes ne var ient pas au cour s des génér ations LA LOI DE HARDY
LA LOI DE HARDY ­­ WEINBERG Applications Fréquence des malades Fréquence des gènes morbides Programmes de dépistage des couples hétérozygotes AUTOSOMIQUE RECESSIVE : Mucoviscidose : 1/3600 naissances (sujets blancs, Nord et centre de l’Europe) q 2 = 1/3600 ; q = 1/60 p = 59/60 2pq ~ 1/30 Tay­Sachs : Malades Juifs Ashkénazes : 1/3600 Autres : 1/360000 Couples d’hétérozygotes 1/10 3 1/10 5 AUTOSOMIQUE DOMINANTE : q 2 rares (létal probable) fréquence des malades ~ 2pq
LA LOI DE HARDY
LA LOI DE HARDY ­­ WEINBERG Applications LIEE A L’X (X* = chromosome muté) Fr équence des génotypes Femmes XX p 2 Hommes (hémizygotes) XX* 2pq X p X*X* q 2 X* q Fr équence des malades RX femmes = q 2 hommes = q hommes >> femmes DX femmes ~ 2 pq hommes = q femmes = 2 x hommes si q petit
POPULATIONS Population théorique (PANMICTIQUE) Déviations (NON PANMICTIQUE) VASTE UNIONS ALEATOIRES PAS DE SELECTION PAS DE MUTATION PAS DE MIGRATION DERIVE GENETIQUE CONSANGUINITE ENVIRONNEMENT + OU ­ MODIFICATION GENETIQUE FLUX GENETIQUE
CONSANGUINITE Boucle de consanguinité Unions non aléatoires entre appar entés Individu consanguin Le coefficient de consanguinité F Probabilité qu’un individu issu d’une union entre apparentés ait ­ hérité d’un ancêtre commun 1/2 i+j ­ deux copies identiques d’un gène 1/2 Pour n ancêtr es: F = n (1/2) i+j+1
CONSANGUINITE Intérêt en génétique médicale Pr obabilité d’êtr e atteint de maladie RA pour un enfant issu de: Population Génér ale (=q 2 ) Phenylcétonur ie (q = 1/10 2 ) 1/10 4 Mucoviscidose (q = 1/60) 1/3600 Cousins Ger mains =Fq Oncle Nièce =Fq 1/1600 12,5 fois 1/800 1/960 7,5 fois
1/480 CONSANGUINITE Conséquences en santé publique homozygotes donc ! maladies r écessives r ar es Toujours poser la question! Facteur s favor isants Psychologiques Géogr aphiques: rural > ville Cultur els +++ ­ Italie du sud: Fille donnée à l’oncle maternel ­ Inde et Japon: mariages « arrangés »
SELECTION Effet de l’envir onnement sur un phénotype particulier Positive (avantage sélectif) ou négative Induit des différences dans l’indice de fertilité D’où évolution des fréquences génotypiques Gènes dominants : effet direct et rapide patients décèdent avant de procréer æ fréquence allèle muté Gènes r écessifs : effet sur les hétérozygotes et lent (2pq >q 2 ) meilleure résistance au paludisme ä fréquence allèle drépanocytose
MUTATIONS Modification du matér iel génétique Fréquence = µ = 10 ­6 à 10 ­5 /locus/gamète/génér ation µ = n/2N (n = nb de cas avec parents sains, N = nb de naissances) évaluation plus facile pour les maladies autosomiques dominantes Ex : von Recklinghausen (NF1) et myopathie de Duchenne µ = 10 ­4
MIGRATIONS (( Admixture
Admixture ) Migrations de populations dans de nouvelles r égions et mariages mixtes
­ Groupe sanguin B décroît de l’Asie vers l’Europe de l’ouest ­ Aux USA: 25 % des gènes des sujets noirs sont d’origine caucasienne (comparaison noirs Afrique de l’ouest / noirs USA / blancs USA) DERIVE GENETIQUE (Modèle de l’île) Dans chacune des 160 îles du Pacifique, un couple s'installe. Les 320 individus ont un groupe sanguin MN Chaque couple a un garçon et une fille, qui seront les ancêtres des habitants de l'île par unions incestueuses Aucun génotype ne confère d'avantage ni de désavantage sélectif Quels sont les génotypes attendus en F1 et leur pr opor tion r espective? Pr opor tion attendue pour chaque couple de ger mains (fr èr es­sœur s)?
DERIVE GENETIQUE (genetic drift) Fluctuation génétique fixation d’allèle (effet fondateur) extinction d’allèles Effet fondateur : Fréquence élevée d'un allèle dans une petite population, ayant pour origine un ancêtre porteur par hasar d de cet allèle Isolats : Populations de petite taille: ­ Géographiques (îles) ­ Religieux (endogamie) ­ Culturels (associations de malades)
EFFET FONDATEUR Conséquences en santé publique Si un allèle avec effet fondateur = gène muté : Augmentation de la fr équence des maladies hér éditair es r ar es Surtout si : ­ Population de départ petite ­ En expansion rapide ­ Consanguinité; Avantage sélectif ! Toujours poser la question!
­ Mal de Méléda (Croatie) ­ Porphyrie variegata (Afrikaners). Un ancêtre hollandais ­ Mucoviscidose (Canadiens français, bretons) ­ Tay­Sacchs (Juifs Ashkenazes) politique de santé publique: dépistage massif des couples hétérozygotes EFFET FONDATEUR Conséquences médicales et scientifiques Ar chives r emar quables + Secteur géogr aphique limité AMISH (pennsylvanie) FINLANDE Europe Centrale (4000 ans) Estonie (2000 ans) Localisation des gènes Datation des mutations Flux migratoires Fr équentes (>30) Syndrome néphrotique congénital Même fr équence Moins fr équentes ­ Tay­Sacchs ­ Gaucher ­ Mucoviscidose, forme pancréatique