La mucoviscidose

La complexité du lien entre génotype et phénotype.
Activité. 1 : Étude d’une maladie génétique : la mucoviscidose
La mucoviscidose est la maladie génétique la plus fréquente : en France, un enfant atteint naît chaque jour.
Récemment, des progrès décisifs ont été accomplis dans la compréhension des mécanismes moléculaires à
l'origine de la mucoviscidose, ouvrant de nouvelles voies thérapeutiques. En 1989, l'équipe canadienne de Lap
Chee Tsui identifia et isola le gène CF dont certaines mutations déclenchent la maladie : situé sur le
chromosome 7, ce gène code une protéine membranaire nommée CFTR. (…)
La mucoviscidose est une maladie (…) récessive, c’est-à-dire qu’elle se déclare si les deux chromosomes d'une
paire portent l’allèle anormal du gène CF (noté f). On peut représenter les deux chromosomes de cette paire
de la manière suivante.
Quand les deux parents sont porteurs (c’est-à-dire qu’ils ne possèdent qu’un seul allèle sain), un enfant sur
quatre risque de contracter la maladie, et la moitié de la descendance sera à son tour porteuse du gène muté.
Extrait du dossier "Génétique humaine" Pour la Science
Avril 1994
1°) Représentez, en utilisant la schématisation du document 1, les chromosomes d’un parent
porteur sain.
2°) Par convention, pour un gène donné, on écrit le génotype d’un individu de la manière
suivante :
Allèle du gène porté par un chromosome de la paire
Allèle du gène porté par l’autre chromosome de la paire
Pour le gène CF, on note F : allèle sain, f : allèle responsable de la maladie.
a) Ecrivez le génotype :
- d’un individu malade
- d’un porteur sain.
b) Montrez, en prenant l’exemple d’un individu sain, qu’il existe plusieurs génotypes pour un même
phénotype.
Activité. 2 : Etude d’une maladie génétique : l’albinisme.
L’albinisme est une maladie génétique qui entraîne une pigmentation
générale très réduite : les cheveux sont blancs, la peau, très claire, ne
bronze pas et reste très sensible au soleil (doc.1). L’iris et la rétine sont
également dépigmentés : la réflexion de la lumière sur les vaisseaux
sanguins donne parfois aux pupilles une couleur rouge. Cependant il existe
plusieurs degrés et des formes variables d’albinisme. Toutes les formes
d’albinisme se caractérisent néanmoins par l’absence d’un pigment, la
mélanine dans les cellules normalement pigmentées.
La synthèse de mélanine se fait en plusieurs étapes nécessitant la
présence d’enzymes. Les deux grandes étapes de cette chaîne de synthèse
sont les suivantes :
Molécule précurseur  Tyrosine  Mélanine
Enzyme. 2 :
Enzyme. 1
Tyrosinase
L'enzyme 1 résulte de l'expression d'un gène possédant deux allèles :
- un allèle normal E1 codant une enzyme fonctionnelle ;
- un allèle anormal e1 codant une enzyme non fonctionnelle.
L'enzyme 2 résulte de l'expression d'un gène possédant aussi deux allèles :
- un allèle normal E2 codant une enzyme fonctionnelle ;
- un allèle e2 codant une enzyme non fonctionnelle.
Brin d’ADN codant de l’allèle E2 :
GGATCAACACCCATGTTTAACGACATCAATATTTATGACCTCTTTGTCTGGATGCAT
Brin d’ADN codant de l’allèle e2 :
GGATCAACACCCATGTTTAACGACATCAATATTTATGACCTCTTTGTCTAGATGCAT
1°) A l’aide du code génétique, déterminez les séquences d’acides aminés codées par E2 et e2,
puis comparez les.
On se propose de rechercher les causes de l'albinisme de deux individus X et Y en analysant des cellules de la
racine des cheveux. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous :
Individus
Concentration des cellules
en molécule précurseur
Couleur des cellules mises
en présence de tyrosine
X
Y
normale
excessive
incolore
noire
2°) Indiquez pour chaque individu, quelle est l’enzyme fonctionnelle et l’enzyme non fonctionnelle.
3°) Sachant que la présence d'un seul allèle normal d'un gène suffit pour que la synthèse d'une
enzyme fonctionnelle soit réalisée, proposez les génotypes possibles des individus X et Y.
4°) A l'aide de cet exemple, montrez que plusieurs gènes sont impliqués dans la détermination
d’un caractère phénotypique.