Chapitre 1 : De l`œil au cerveau

Partie D : CORPS HUMAIN ET SANTE : Variation génétique et santé
TP D-1 : Perturbation du génome et cancérisation
Des modifications accidentelles du génome peuvent se produire dans des cellules somatiques et se transmettre aux
descendants : elles sont parfois à l´origine du commencement d’un processus de cancérisation.
L´objectif est d´expliquer le mécanisme de cancérisation et de préciser le rôle du gène « p53 » dans ce processus.
Matériel à votre disposition
Documents d´informations en
annexes
Consignes de l’activité
Réaliser un compte rendu dans lequel vous devrez :
-
Expliquer ce qui est à l´origine du processus de cancérisation ;
-
Expliquer le rôle du gène p 53 dans l´origine d´un cancer.
Logiciel Anagène et fiche
protocole
-
Comparer avec le logiciel Anagène le gène normal et le gène muté p53, la protéine
normale et la protéine mutée p 53 et rendre compte de votre comparaison dans un
tableau bilan.
Logiciel Rastop et fiche
protocole
-
Mettre en évidence, avec RASTOP, l´acide aminé de la p53 impliqué dans la relation
avec l´ADN.
Schématiser cette relation.
-
Bilan : répondre à l´objectif
Document 1 : origine des cellules cancéreuses
Durant toute la vie cellulaire, notre patrimoine génétique est soumis à des agressions. Dans la majeure partie des cas, ces modifications de
l'ADN passent inaperçues car des mécanismes réparateurs corrigent ces défauts. Pourtant, dans de rares cas, une mutation peut atteindre et
modifier la structure d'un gène qui règle le contrôle de la multiplication cellulaire (gène suppresseur de tumeur). Dans ce cas, la cellule peut
acquérir un avantage sélectif qui lui permettra de donner naissance à un premier clone de cellules anormales (lésion précancéreuse). Dans
ces cellules qui ont un avantage sélectif, la probabilité qu'une seconde mutation apparaisse et qu´elle soit sélectionnée est plus importante.
Dans ce cas, une seconde population sera générée, plus anormale que la première et qui va se développer à ses dépens. On peut ainsi, par
diverses étapes successives, accumuler plusieurs mutations, chacune d'entre elles permettant la sélection d’un clone de plus en plus malin
pour finir par une cellule hautement cancéreuse. La progression tumorale correspond donc à un processus dynamique qui, à chaque étape,
sélectionne une nouvelle cellule ayant subi une ou plusieurs altérations.
Documents 2 : photos de développement de
cellules cancéreuses et de cancers
En 2008, 320 000 cas de cancer ont été diagnostiqués en
France, surtout chez des personnes âgées de plus de 50 ans.
Le cancer du poumon (ici dans l´encadré) est un des
cancers les plus mortels avec seulement 10% de
survie 5 ans après le diagnostic.
Les cancers se caractérisent le plus souvent par le
développement d’amas de cellules, ou tumeurs, qui
perturbent le fonctionnement de l’organisme.
Les cancers du poumon représentent la première cause de
mortalité par cancer.
Dans le monde, on compte 900 000 nouveaux cas par an
chez l’homme et 330 000 chez la femme. En 2005 et en
France, 30 651 nouveaux cas de cancers du poumon qui ont
été diagnostiqués (dont 78 % chez l’homme) ont été à
l’origine de 26 624 décès. La fréquence de ce cancer a été
multipliée par 4 en dix ans chez les femmes de 35 à 45 ans et
il fait partie des 9 cancers dont la fréquence globale a
nettement augmenté de 1980 à 2005 (INCa, InVS).
Document 3 : Le contrôle du cycle cellulaire.
Document 4 : Le rôle de la protéine p 53
La propriété de cette protéine p53 a été mise en évidence sur des souris très particulières dotées d’un gène p53 inactif, mais que l’on peut réactiver par des
techniques très spécifiques. Au début de l’expérimentation, les souris sont irradiées, ce qui déclenche la formation de tumeurs. On réactive ensuite
l’expression du gène p53. Les résultats sont indiqués ci-dessous.
Document 5 : phénotype des cellules cancéreuses
Sur le plan phénotypique, une cellule cancéreuse perd ses caractères de différenciation, sa taille augmente, son noyau volumineux contient une
chromatine irrégulièrement répartie (flèche en A). Elle se multiplie très rapidement mais ses mitoses présentent des anomalies de forme par exemple des
fuseaux asymétriques, tripolaires (flèches en B),
Cancer cutané
Ce que c'est:
C'est le plus fréquent type de cancer cutané chez les gens
clairs de peau.
Il est plus fréquent que tous les autres cancers réunis.
Il est très fortement associé à une exposition solaire
chronique ou au bronzage.
Il survient le plus souvent sur le visage, les oreilles, le cuir
chevelu, le cou, ou le haut du tronc.
Correction du TP :
p53 est un facteur de transcription régulant certaines fonctions cellulaires importantes comme la mitose ou la mort programmée. Le gène codant pour la protéine p53 est
inactivé dans la moitié des cancers chez l'Homme.
C’est en 1989 que deux équipes américaines (B. Vogelstein et J. Minna) découvrirent que le gène p53 était inactivé par mutation dans les cancers humains : ces
observations ont permis de classer ce gène dans le groupe des gènes suppresseurs de tumeurs.
Le gène p53 est situé sur le chromosome 17 et compte 393 triplets dont la plupart peuvent muter (1361 mutations connues dont 112 en position 248).
La fonction de p53 dans une cellule normal
La fonction première de la protéine p53 est d’agir en tant que facteur de transcription. Elle fonctionne en se fixant de manière spécifique sur les régions régulatrices
de gènes dont elle contrôle l’expression. Dans une cellule normale, en l’absence de tout stress, il n’y a que très peu de p53, car celle-ci n’est pas nécessaire au
fonctionnement de la cellule.
Quand la cellule est endommagée, la protéine p53 est activée et activera la transcription d’un grand nombre de gènes ce qui pourra conduire, soit pour arrêter le cycle
cellulaire entre la phase G et la phase S, et permettre la réparation de l’ADN, soit pour induire le suicide de la cellule, par l’apoptose.
L’arrêt du cycle cellulaire permet à la cellule de stimuler ses mécanismes de réparation, dont certains sont directement activés par p53. Lorsque la réparation est
effectuée, le taux de p53 retourne à la normale et le cycle cellulaire reprend.
Si les dommages subis par la cellule ne peuvent pas être réparés, la cellule entre en apoptose, ce qui conduit à son élimination. Ce mécanisme d´apoptose est
directement contrôlé par p53.
La protéine p53 est donc une molécule indispensable au maintien de l’intégrité de la cellule et de ses composantes.
Cette protéine prévient ainsi la transformation des cellules de notre organisme en cellules cancéreuses et correspond au plus important facteur
suppresseur de tumeurs.
Effectivement plus de 50% des cancers humains résultent de l’altération du gène p53.