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Éléments de génétique humaine et leurs implications en psychologie
2007-2008
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1. Bases de la génétique (rappel)
Notre corps est constitué d’environ 9 billions de cellules,
contenant un noyau et des mitochondries. Le noyau contient toute
l’information héréditaire stockée sous forme de d’ADN nucléaire. Les
mitochondries contiennent l’ADN mitochondrial, hérité de la mère.
Quand l’ADN ne se divise pas (interphase), il est dans un état
décondensé.
Il faut distinguer les cellules germinales des cellules somatiques.
Les cellules germinales (les gamètes) sont haploïdes, ils
contiennent 22 autosomes et un chromosome sexuel (X ou Y). Seules
les anomalies génétiques germinales sont susceptibles d’être
transmises à la descendance.
Les cellules somatiques (cellules du corps) sont diploïdes. Elles
contiennent 22 paires d’autosomes et une paire de chromosomes
sexuels. (XX ou XY)
1.1. Chromosomes humains
Le nombre de chromosomes est spécifique d’une espèce et ce nombre
varie d’une espèce à l’autre. C’est depuis les travaux de Tijo et
Levan que l’on sait que l’homme possède 23 paires de chromosomes. Un
chromosomes est constitué d’ADN enroulé autour des nucléosomes
(histones), qui s’enroule sur eux-mêmes pour former le chromosome.
Si l’on défait cette structure la double hélice apparaît.
L’association d’ADN et des protéines forme la chromatine dans
laquelle on distingue :
- L’euchromatine, segment non-individualisable dans les cellules
interphasiques. C’est la partie active non condensée de la
chromatine.
- L’hétérochromatine : chromatine qui reste colorée tout au long
du cycle cellulaire, même en interphase. Considérée comme se
répliquant tardivement et comme inactive du point de vue
génétique.
Le chromosome est le plus condensé lors de la métaphase (1/10 000 de
sa taille au repos). Il a une longueur de 2 mètres lorsqu’il est
déroulé et de l’ordre de 1 lorsqu’il est condensé.
On différencie les chromosomes par leur taille, position du
centromère, la position relative et l’intensité des bandes :
- Chromosomes submétacentriques
- Chromosomes métacentriques
- Chromosomes acrocentriques : qui présente à leurs extrémités de
leur bras court une masse condensée nommée satellite, rattaché
au chromosome par une zone de restriction secondaire.
Les chromosomes sont classés selon, taille et position relative du
centromère. La carte des chromosomes est appelée caryotype. La
numérotation des chromosomes se fait du plus grand au plus petit.
(122)
1 .2 ADN ou acide désoxyribonucléique
Double chaîne d’un polymère constitué de sucre, d’un acide
phosphorique et d’une base (purine ou pyrimidine). La molécule
formée par ces trois élément est appelée nucléotide. Un simple brin

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résulte de la polymérisation de nucléotides. La double chaîne est
constituée de 2 séquences nucléotidiques dites complémentaires.
Purine face à pyrimidine
A  T
G  C
1.2.3 La réplication
La molécule d’ADN obtenue par réplication est constituée d’un bri
parental et d’un brin totalement synthétisé novo. Pour cette raison,
la réplication est dite semi-conservatrice. Environ 1/1.000.000
lettres est mal recopiée ou perdue ou dupliquée. Pour répondre à ces
erreurs le corps dispose d’un système de contrôle et d’un système de
réparation. Si l’erreur persiste, elle sera transmise à toute les
cellules filles, on parlera alors de mutations qui peuvent entraîner
toutes sortes de pathologies, particulièrement des cancers.
Les protéines sont des chaînes d’éléments plus petits appelés acides
aminés (22 AAs différents dans la nature, identiques pour toutes les
espèces végétales et animales.)
1.2.4. Le code génétique
Les bases constituent l’alphabet génétique, il suffit de 3 lettres
pour reconnaître via l’ARNm un acide aminé. Le code génétique sert à
la fabrication des protéines en obligeant les acides aminés à se
ranger dans un ordre prédéterminé par l’ADN. Les forces chimiques
qui s’exercent entre les acides aminés vont obliger la chaîne à se
tordre d’une façon particulière et lui donneront sa fonction propre
à elle seule (feuillets alpha et bêta, …)
1.2.5. Codon
Séquence de 3 nucléotides codant pour un acide aminé. Il y a
également le codon initiateur et le codon non-sens (start-codon et
stop-codon).Puisque C 4 = 64 le code est redondant, plusieurs
triplets pleuvent donc servir de code pour un même acide aminé.
Plusieurs gènes peuvent être impliqués dans la synthèse d’une seule
protéine
1.2.6. Structure d’un gène
Même composant de bases pour tous les gènes. Tout le gène n’est pas
codant, le gène est fragmenté en parties codantes (exons) séparées
par les parties non-codantes (introns).
1.2.7. Génome humain
C’est l’ensemble du matériel génétique d’une cellule, réparti sur 23
paires de chromosomes. Il y a 3 milliards de paires de bases à
l’état haploïde, mais seulement 40 à 50 000 gènes codant. On
considère que 99% du génome humain n’est pas codant.
1.2.8 La transcription et la traduction
ADNtranscription ARNm complémentaire  maturation excision
et épissage
ARNm 
NOYAU

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l
Lecture traduction (ribosomes)ARNt+acide aminé
(plusieurs)protéine
CYTOPLASME
1.2.9 Contrôles de l’expression du gène
La méthylation
Adjonction d’un groupe méthyle à la base C. Un gène méthylé est non
actif.
L’inactivation du chromosome X ou
lyonisation
Chez la femme, il y a deux chromosomes X, il y a donc compensation
de dosage par l’inactivation d’un des deux chromosomes X qui est
méthylé. Ce chromosome inactif est condensé et apparaît dans les
cellules en interphase sous forme du corpuscule de Barr. Cette
inactivation est contrôlée par un gène appelé XIST situé sur la zone
d’inactivation d’un des deux chromosome. Ce gène est inactif chez
l’homme.
1.2.10. Empreinte génomique parentale
Phénomène épigénique par lequel l’expression d’un gène est
différente selon qu’il a été transmis par le père ou la mère.
1.2.11 Types de gènes
Les gènes nucléaires
Localisés dans le noyau
Les gènes de structures
Codent pour des protéines faisant par de la structure du corps
humain
Les gènes de contrôle
Contrôlent l’expression des gènes de structures.
Les gènes mitochondriaux
L’ADN mitochondrial se réplique à l’intérieur de la mitochondrie,
qui se divise elle-même par simple scission avant chaque division
cellulaire. Les mitochondries se répartissent aléatoirement en
quantité équivalente entre les cellules filles. La transmission de
cette ADN est purement maternelle. C’est ce qui explique pourquoi
certaine maladie génétique, ne sont transmises que par les femmes.

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1.3. La division cellulaire
L’interphase
Phase ou la cellule n’est pas en division, mais son activité est
intense.
La mitose
Division d’une cellule mère en deux cellule filles parfaitement
identiques à elle-même. (Prophase, métaphase, anaphase, télophase)
Méiose
Division d’une cellule mère en quatre cellules filles haploïdes.
Cette division est le propre des cellules germinales. Cette division
donne naissance aux gamètes qui sont haploïdes (23 chromosomes).
Lors de la méiose 1, il y a des échanges entre les chromatides des
chromosomes homologues : on appelle ce phénomène le crossing-over ou
recombinaison.
Conséquences génétiques de la méiose :
- Réduction du nombre des chromosomes
- Ségrégation des allèles
- Redistribution du matériel génétique : chaque gamète contient
du matériel hérité du père et de la mère.
- Redistribution additionnelle du matériel génétique par le
crossing-over : permet d’augmenter la variation génétique
Gamétogenèse
Les gamètes primordiaux migrent dans les gonades au cours du
développement embryonnaire et se multiplient par division mitotique.
Spermatogenèse
Avant la puberté, le développement est arrêté au stade de
spermatogonie et spermatocyte primaire. La production des
spermatozoïdes ne commence qu’à la puberté et se produit jusqu’à la
mort de l’individu. Chaque spermatocyte forme 4 spermatides qui vont
se différencier en spermatozoïde mature (méiose/ 72 jours)
Chaque éjaculation contient 200 millions de spermatozoïdes. Ainsi,
pour un homme de 28 ans  380 divisions mitotiques au niveau des
spermatogonies suivi de la méiose. À 35 ans 540 mitoses suivies de
méiose. Ce nombre important de mitoses explique la sensibilité aux
agents mutagènes et le grand nombre d’anomalies de structure, mais
le petit nombre d’anomalie de nombre. Augmentation des anomalies de
structures et de néomutations dominantes avec l’âge paternel.
Ovogenèse
Le processus de méiose s’amorce pendant la vie fœtale puis reste en
suspens jusqu'à la puberté, période où un ovule achèvera de se
former tous les 56 jours. Il n’y a donc plus de division mitotique
après la naissance d’une fille. Chaque ovocyte est le résultat de 22
divisions mitotiques des ovogonies réalisée in utero et d’une

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division méiotique réalisée au cours du cycle menstruel, ainsi que
d’une division méiotique réalisée lors de la fécondation (ovule et 3
globules polaires). À la naissance, une fille à 2,5 millions
d’ovocytes dont seulement 400 arriveront à maturité. Le blocage en
méiose 1 explique l’augmentation d’anomalies de nombre avec l’âge
maternel.
Incidence des anomalies chromosomiques dans les ovocytes et
spermatocytes
Ovocytes 25%
Spermatocytes 10%
 84% des anomalies de structure de novo* sont d’origine paternelle
De novo : absente chez le parent et présente chez l’enfant
Fécondation et embryogenèse
La rencontre des deux gamètes haploïde forme le zygote diploïde. On
appelle embryogenèse le développement progressif du zygote. La
période embryonnaire dure 2 mois. Du 3e au 9e mois, on parle de
période fœtale.
2. Mécanismes responsables de maladie
2.1 Chromosomes humains
on distingue :
- Les anomalies de nombres
- Les anomalies de structures
- Les translocations réciproques
- La translocation Robertsonnienne
- la délétion, inversion, duplication de segment de chromosomes…
2.1.1 Technique d’analyse chromosomique
Les chromosomes ne sont visibles que pendant la division cellulaire,
sous un grossissement de 1500. Des colorations spéciales font
apparaître des bandes transversales sombres et pâles. Chaque bande
contient entre 50 et 100 gènes. L’analyse des chromosomes ne permet
pas d’étudier un gène particulier, toute anomalie chromosomique
concerne plusieurs gènes ! Il n’est donc pas possible d’exclure les
maladies monogénique à l’aide d’un caryotype.
Le caryotype
Se fait uniquement sur des cellules en division. On prélève des
cellules provenant d’une lignée cellulaire au choix : sanguine, de
la peau, de la moelle osseuse, amniotiques, trophoblastique. Le plus
souvent, ce sont des globules blancs par prise de sang. Ces cellules
sont mises en culture afin qu’elles se divisent par mitose. Après
toute une suite de procédures : ajout de cochicine, fixation,
coloration, les chromosomes sont découpés selon la taille, la
position du centromère et les bandes.