Information Génétique et Organisation du génome humain I
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Information Génétique et Organisation du génome humain Avant être unicellulaires qui ont dérivés pour donner toutes les espèces que l’on côté. Ce qui lie eucaryotes et procaryote c’est l’ADN et les protéines. Procaryotes - ADN circulaire et entièrement codant (pas d’introns) - contient des plasmides - pas de noyau - Multiplication non sexuée par scissiparité (transmission de l’info génétique) - pas d’intron : forte fraction codante Eucaryotes - ADN organisé en chromosomes - ils ont une fraction codante qui est très faible (beaucoup d’ADN qui ne « sert à rien ») - introns - contient des organites - noyau - Multiplication sexuée Ex : Micro-organismes unicellulaires: bactéries et archées Ce n’est pas le nombre de chromosomes qui fait la complexité de l’être humain. Les chromosomes sont présents dans la cellule quand celle-ci se divise, autrement ils ne sont pas visibles car déroulés. Les chromosomes (compactage) permettent de compter et répartir équitablement l’information. I. Chromosomes Caryotype = Classification des chromosomes en fonction de leur taille et leur aspect. Tout est en double exemplaire. Fuseau mitotique tire de chaque coté la bonne quantité de chromosomes -> permet d’avoir la même quantité génétique. Si la cellule a répartit de manière inéquitable cela entraine des problèmes (ex : trisomie 21) Les chromosomes ont des aspects variables. Au centre = centromère Il y a un bras court et un bras long. Aux extrémités = télomères. Euchromatine : zone ou il y a les gènes 1 Hétérochromatine : fraction de chromatine invariable La modification chromosomes / ADN se fait grâce aux histones. Le complexe cohésine est localisé sur tout le chromosome mais condensé dans la région centromérique (c’est ce qui permet aux 2 chromosomes de se coller) II. ADN ADN = patrimoine génétique héréditaire (Acide Desoxyribo Nucléique) L’ADN est composé de 4 bases nucléotidiques : adénine, thymine, cytosine, guanine 1 base = 1 nucléotide Chez l’homme l’ADN a une double origine : l’ADN contenu dans le noyau + l’ADN contenu dans les mitochondries. Si on a des mutations dans l’ADN mitochondrial = pathologies très sévères La complexité de l’organisme est liée aux régions non codantes. Car elles servent à la régulation des autres gènes. Chez l’homme l’ADN codant = 2% On a pleins d’ADN différents : ADSN non conservé, conservé, , codants transcrit et traduit, codant transcrit et non traduit… Eléments répétés et facteurs de risque génétique Association entre le nombre des éléments répétés et la sévérité ou le risque d’apparition d’une maladie Eléments transcrits et traduits : ADN -> ARN -> protéines Plusieurs acides aminés forment des protéines Epissage Différence entre polymorphisme et mutation : Attention : un variant dans une séquence de gène n’est pas forcément une mutation mais peut être un polymorphisme. Une mutation = rôle pathogène certain Un polymorphisme = habituellement non pathogène ou rôle pathogène si associé à d’autres anomalie Quand ARN arrive dans RE il doit être traduit en protéines. Le RE sert à traduire l’ARN en protéines. S’il y a une faute cela va changer l’acide aminé. 2 Séquence de pierre robin : maladie qui entraine chez l’enfant une anomalie du tronc cérébral : problèmes de succion et de déglutition Acétylation des histones Rôle : régulation d’un groupe de gènes III. Caryotype Prélèvement sur héparine (maintient les cellules en vie) Durée avant le résultat = 15 jours minimum (mise en culture, étalement, lecture) Quand on veut étudier un gène on prélève sur EDTA (besoin d’un volume sanguin plus important) Extraction de l’ADN à partir des lymphocytes du sang circulant PCR = Polymérase Chain Reaction But = amplifier la région d’ADN que l’on veut étudier -> cela facilité l’étude. Puces à ADN : nouvelles techniques qui permettent de faire le caryotype moléculaire (meilleure qualité) IV. Maladies génétiques et traitements. Il y a trois grandes pistes actuellement : - à court terme : utilisation de la pharmacopée existante - à court moyen terme : développement de nouvelles molécules - à moyen long terme : cellules souches - à long terme : thérapie géniques Bases essentielles sur l’hérédité Définitions : Syndrome = ensemble de symptômes observés plus fréquemment que le hasard Maladie génétique = maladie résultant de l’altération directe ou indirecte d’un ou plusieurs gènes Maladie rare (orpheline) = fréquence < 1/2000 -> problème de santé publique aussi important que le cancer ou les maladies cardio-vasculaires. 3 Il existe plusieurs modes d’hérédité : autosomique dominant, autosomique récessif, lié à l’X 1. Maladies dominantes Transmission verticale Toutes les générations sont atteintes 50% de risques de transmission Ex : syndrome de Marfan Maladie sporadique dominante = maladie qui apparait tout d’un coup, spontanément dans une famille et qui va ensuite se transmettre à chaque génération sur le mode dominant. 2. Maladies récessives Une seule génération atteinte. Consanguinité fréquente Facile si la maladie est connue dan la famille. Ex : mucoviscidose 3. Maladies liées au chromosome X Ex : Myopathie de Duchenne Seuls les hommes sont malades Transmission en général par les filles si récessif Jamais de transmission père fils Hérédité multi génique : ex : hypertension arterielle … maladies courantes Ces maladies proviennent des variantes génétiques (fautes d’orthographe) Facteurs de vulnérabilité 4. Autres modes d’hérédité Hérédités non conventionnelles : Conclusion Les maladies héréditaires sont très rares mains très nombreuses. (6% de la population) C’est donc un problème de santé publique. Les diagnostics sont difficiles à établir et la prise en charge est complexe. Pour se renseigner sur une maladie génétique : orpha.net 4
