Thème 1-A : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique

Thème 1-A : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
Crochet Anaïs, Decaen Maxence1S1
TP 6 : La mucoviscidose : multiples échelons d’un phénotype
La mucoviscidose présente des indications visibles qui constituent un syndrome. L’autre nom de cette
maladie est la fibrose kystique car elle forme des kystes dans les glandes. On cherche à expliquer les
fondements de la maladie. A l’échelon maximum = organisme, le patient est fatigué, faible, essouflé…
Définition du syndrome : c’est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu’un patient est
susceptible de présenter lors de certaines maladies.
Enoncez une ou deux problématiques qui seront élucider dans ce TP pour répondre à l’objectif fixé
Comment ce forme la maladie ?
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I – Les signes de la maladie à multiples étages
1) L’autre nom de la pathologie : la fibrose kystique
Les enzymes du pancréas, (molécules de dégradation comme la lipase et la trypsine), qui servent à la
digestion sont mal excrétées dans la lumière intestinale parce que les canaux pancréatiques se bouchent du
fait d'une sécrétion trop épaisse et d'une fibrose importante. Les enzymes agressent alors directement le tissu
pancréatique, contribuant à la fibrose. Des kystes, fruits de l’accumulation de déchets organiques englués,
peuvent éventuellement se former. Lorsque les fonctions pancréatiques sont significativement altérées, on
parle d'insuffisance pancréatique. Ouvrir le fichier TP5 mucoviscidose pancréas
Expliquez par un schéma le processus de fibrose kystique sur une glande
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Schéma du fonctionnement d’un pancréas sein
Enzymes
du
pancréas
Accumulati
on de
matières
organiques
:kyste
Matières
organiques
Schéma du fonctionnement d’un pancréas atteint de la maladie.
Ouvrir le fichier TP5 mucoviscidose annexe
Chez un Enfant de 16 ans souffrant d’une mucoviscidose à forme respiratoire. On a réalisé une
Radiographie thoracique. Une image radiographique est à disposition pour comparaison : toute trace blanche
est un signe d’accumulation de fluide ou de développement bactérien. Toute altération dans l’écart entre
thorax et paroi pulmonaire modifie le fonctionnement des poumons. Un fluide trop épais empêche le
transfert des gaz dissous dans le mucus des alvéoles pulmonaires vers les cellules des poumons.
Expliquez en quoi la mucoviscidose touche les poumons et les conséquences
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Les glandes produisent un fluide trop epais, ce qui empeche le bon transfert des gaz pour la respiration car
sur les radios, on observe de nombreuses taches blanches qui sont en fait du mucus et qui sont a l’origine du
mauvais transfert des gaz.
2) Le test de la sueur
Au Moyen Âge on connaissait le sort funeste du nouveau-né dont la mère remarquait le « baiser salé », c'està-dire le goût salé laissé par un baiser sur le front de l'enfant. Welsh cite un vieil adage du folklore de
l'Europe du Nord« Malheur à l'enfant chez qui un baiser sur le front a un goût salé. Il est ensorcelé et doit
bientôt mourir. ». Le chlore est explusé de la cellule par des protéines « canal chlore ».Le test de la sueur
consiste à mesurer le taux de chlorures dans la sueur. Les résultats sont interprétés de la manière suivante :
Résultat du
Taux de chlorures
test
inférieur à 40 mmol.L-1
négatif
compris entre 40 mmol.L-1 et
60 mmol.L-1
douteux
supérieur à 60 mmol.L-1
positif
Comment peut-on repérer les individus malades dans la population ? calculer la concentration massique de sel
pour la sueur. (MCl=35,5 g .mol-1, MNa=23 g .mol-1). C’est l’échelon cellulaire et ses sécrétions.
La concentration massique du sel dans un taux de chlorure inférieur a 40mmol/L est de 2.34g/L.
La concentration massique du sel dans un taux de chlorure inférieur a 60mmol/L est de 3.51g/L.
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3) Mucoviscidose veut dire Maladie des mucus visqueux
Le défaut de synthèse de la protéine (=échelon) entraîne un déficit en chlore extracellulaire et donc un
défaut d'hydratation du mucus, une hyperviscosité des sécrétions épithéliales du à un manque d’eau dans le
mucus et une réabsorption exagérée de l'eau. Tous les organes possèdent un mucus périphérique.
Aspect de l’épaisseur de la couche extérieure
Observation microscopique du mucus extracellulaire :
des cellules de toutes les glandes humaines
Présence de bactérie Pseudomonas aeruginosa
Indiquez par une chaine de réaction de cause à effet quelle est l’anomalie moléculaire qui touche les 1/2
tissus glandulaires de l’organisme atteint et les conséquences
Le manque d’eau dans le mucus et une réabsorption exagérée de l’eau entraîne une déformation de la
synthèse de la protéine entraîne tout un tas de défaut :- déficit en chlore, l’hydratation du mucus est
anormale, il y a une hyperviscosité des sécrétions épithéliale.
L’anomalie moléculaire qui touche les tissus glandulaires de l’organisme est un manque d’eau dans le mucus.
II- Distribution de la maladie dans la population.
1) Le gène de CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)
Analyse des séquences du gène CFTR grâce au logiciel Anagène : fichier CFTR.edi visite un autre échelon
Exploiter les données d’Anagène pour identifier les origines du problème de la mucoviscidose.
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Le problème de la mucoviscidose est un changement de nucléotides à partir du nucléotide 1521.
2) La fréquence des hétérozygotes
Le gène a 2 formes alléliques N (normal dominant) et m (muté récessif)
Si on considère le fait que deux parents sains peuvent avoir un enfant malade :
qu’en déduisez vous sur le comportement des allèles entre eux ? quelle est le caryotype d’un
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malade ?
M est récessif par rapport à N. Cela veut dire que même si un individu possède l’allèle muté, mais qu’il
possède aussi un allèle seine, n’aura pas la maladie. Sur le caryotype d’un malade, a l’endroit où se trouve
le gène, on trouve deux allèles m.
On cherche à déterminer la fréquence de l’allèle malade dans la population. :
- p la fréquence dans la population de l’allèle N
- q la fréquence dans la population de l’allèle m,
- La fréquence de la mucoviscidose = q2 est en moyenne de 1/2500.
Si les unions entre les individus se font au hasard, il y aura un mélange aléatoire de gamètes porteurs de
l’allèle N ou de l’allèle m, conduisant à 3 génotypes possibles : NN, Nm ou mm.Grâce à un échiquier de
croisement représentant des rencontres aléatoires de gamètes normaux et mutés, on peut trouver les
fréquences des homozygotes et des hétérozygotes.
N (p)
m (q)
N (p)
N//N (p2)
N//m (pq)
m (q)
N//m (pq)
m//m (q2)
Trouvez par le calcul mathématique la fréquence des individus hétérozygotes ?
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Conclusion :
La maladie de la mucoviscidose atteint principalement les organes du corps humain
atteint à cause d’une erreur de décalage de nucléotides dans la séquence génétique du gène qui possède
l’information génétique de la protéine CFTR qui sert pour la fabrication du mucus. Comme le chlore ne sort
plus des cellules, le mucus extracellulaire devient visqueux et les bactéries s’y développent en abondance,
accentuant ainsi les infections. En outre, les conduits des organes sont obstrués.
Rappelez par un schéma les échelons d’observation de la maladie
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