Infobrochure Genoom 3 FR adul

Brochured’information
INFORMATIONCONCERNANTLESANALYSES
GENOMIQUES
ArrayComparativeGenomicHybridization(arrayCGH)
SingleNucleotidePolymorphismarray(SNParray)
MassiveParallelSequencing(MPS)
Version1/20150504
DesignbyBenCaljon,UZBrussel
B.U.N.143201524795
Centrum voor
Medische Genetica
UniversitairZiekenhuisBrussel

cellules
cellule
noyau
chromosome
mitochondrie
chromosome
mitochondrial
g
e
n
e
2
gene1
g
e
ne
3
e
x
o
n
1
i
n
t
r
o
n
e
x
o
n
2
gADN mtADN
AA
AAA
TTT
TT
GG
G
C
CC
seulementgADN
QU'EST-CEQU'UNGENE,QU'EST-CEQU'UN
GENOME,QU'EST-CEQU'UNEXOME?
Chaqueêtrehumainestconstituédemilliardsde
cellules.Chaquecellulecontientdel'information
génétique,stockéedansdeuxtypesdecompartiments
cellulaires:lenoyau(quicontientnotregénome,
organiséenchromosomes),etlesmitochondries
(contenantnotreADNmitochondrial).
L'informationgénétiqueestconstituéed'ADN.L'ADN
estunechaînedoublebrind'acidesnucléiques(ou
nucléotides,oubases).Quatretypesdebases
existent:A,T,GetC.C'estlasuccession(ou
séquence)decesquatrebasesquicontient
l'informationgénétique.
Différentsnomssontdonnésàdifférentsaspectsou
partiesdenotreADN.
estlenomdonnéàl'ADN,quandilest
compactélorsquelacellulesedivise,etdevientvisible
aumicroscopesouslaformededeuxpairesde23
chromosomes(donc46autotal).Nousrecevons23
chromosomesdenotremère,et23denotrepère.La
23epaire,leschromosomessexuels,déterminele
sexe.Eneffet,lesfemmesontdeuxchromosomesX,
alorsqueleshommesontunchromosomeXetun
chromosomeY.
estlenomdonnéàl'ADNcontenudansles
23chromosomes.Nousavonsdeuxcopiesdu
génome,(unereçuedenotremère,unedenotre
père).Chaquecopieestfaitede3milliardsdepaires
debases(3Gb).
estlenomdonnéàunepetitepartiedu
génome,quicontientlesinformationspourfabriquer
desprotéines.Lesprotéinessontlesélémentsclés
pourl'orientationdudéveloppementetle
fonctionnementdenotrecorps.Lesgènessont
composésd'exons(quicontiennentl'information
essentiellepourconstruirelesprotéines)etdes
introns(quinefontpaspartiedesprotéines).Nous
avonsenviron30000gènesdansnotregénome.
estlenomdonnéausous-ensembledenotre
génome,composédetouslesexonsdenosgènes.La
plupartdesmaladiesgénétiquess'expliquentpardes
erreursdansl'exome,mêmesicelui-cin'estconstitué
qued'environ1%dugénomehumaintotal.
CHROMOSOME
GENOME
GENE
EXOME
INTRODUCTION

QUELSSONTLESTYPESD'ANOMALIESGENETIQUES?
NotreADNgénomiqueetmitochondrialcontientdesvariations,quidéterminent
l'apparence(phénotype)d'unepersonne(parexemplelacouleurdesyeuxetdes
cheveux),maisaussisicettepersonneestplussensibleàcertainesmaladies,ouest
atteinteouporteused'unemaladiegénétique.
Des sontdeschangementsd'uneoudequelquesbases
spécifique(s)
Les consistentenlaperted'uneouplusieursbases,oudefragmentsencore
plusgrands(exon(s)/gène(s)/fragment(s)chromosomique(s))
Les secomposentdequelquesbases,oudefragmentsencoreplus
grands(exon(s)/gène(s)/fragment(s)dechromosome)quisontdupliqué(e)s
Cesdélétionsetduplicationsd'exons,degènesoudefragmentschromosomiques
sontappelés
Les sontconstituéesd'insertiond'uneouplusieursbases,oudefragments
encoreplusgrands(exon(s)/gène(s)/fragmentchromosomique(s))
Les consistenteninversionsdefragments(leplussouventlarges)ausein
d'unchromosome
Les consistentenrépétitionsdedeuxouplusieursbases;celles-cise
rencontrentdanslesmaladiesàexpansiondetriplets
Les consistentenunéchangedematérielgénétiqueentredeux
chromosomesn'appartenantpasàlamêmepairedechromosomes;lestranslocations
peuventêtreéquilibrées(aucunepertenetted'ADN)oudéséquilibrées(avecuneperte
netted'ADN)
Les consistentenlasur-ousous-représentationd'unouplusieurs
chromosomes(complets)
mutationsponctuelles
délétions
duplications
CopyNumberVariant(CNV)
insertions
inversions
répétitions
translocations
aneuploïdies
LesMITOCHONDRIES peuventêtreconsidéréescommelesusines
énergétiquesdelacellule.LesmitochondriesontleurpropreADN,quiest
constituéd'environ16500bases,etestdoncbeaucouppluspetitquele
génomeoul'exome.Néanmoins,deserreursdansl'ADNmitochondrial
peuventdonnerlieuàdestroublescomplexes,quipeuventatteindrelemuscle,
lefoie,oulecerveau.
3
AAAATTTTTGGGGGGGCCCCC
AAAATTTTTGGGGGGCCCCCC
AAAATTTTTTGGGGGGCCCCC
AAAATTTT TTGGGGGGCCCCC
AA AATTTT TTTGGGGGGGCCC
AAATTTTTTGGGGGGGCCCCC
Normal Délétion
Duplication
Insertion
Translocation
réciproque
Ttranslocation
Robertsonian
Inversion
Mutationponctuelle
Délétion
Insertion
Inversion
Répétition
NIVEAUADN NIVEAUCHROMOSOMIQUE
Chr1
Chr1 Chr1
Der.
Chr1
Der.
Chr1-2
Chr1Chr2
Chr2 Chr2Der.
Chr2 Der.
Chr1-2
Der.
Chr2
INTRODUCTION

TECHNIQUES
HYBRIDATIONGÉNOMIQUECOMPARATIVE(CGHARRAY)
LaCGHarraypermetlacomparaisondepetitsmorceauxchromosomiques
dupatientàceuxd'unepersonnecontrôle.LaCGHarraypeutidentifier
desvariationsdela«quantité»d'ADN,tellesquelesdélétionsoules
duplications,d'aumoinsunecertainetaille(quidépenddutyped'array
utilisé),etqu'onappelleCopyNumberVariantsouCNV.Commenous
pouvonsdéterminerlapositionexactedechaquepartiechromosomique
surl'array,nouspouvonsdéduirequellesrégions(etdoncquelsgènes)
sontsur-ousous-représentés.LesCNVpeuventêtreàl'origine
d'anomaliescongénitaleset/oudedéficienceintellectuelle.D'autres
peuventêtredesfacteursderisque,parexemplepourl'apparitionde
difficultésd'apprentissageoud'unedéficienceintellectuelle,etpeuvent
êtrehéritésd'unparentnormal.Laplupartdesdélétionsetduplications
identifiéessontbénignes(etnonrapportées),oudesignificationclinique
encoreinconnue.Dansuncontexteprénatal,seullespathologiques
établies,outrèsprobablementpathologiques,sontsignalées.LaCGH
arraynepeutpasdétecterd'altérationsdanslaséquenced'acides
nucléiques.
COMMENTPOUVONS-NOUSEXPLORERNOTREADNGÉNOMIQUEOU
MITOCHONDRIAL?
Différentestechniquesontétédéveloppéespouridentifierles
anomaliesgénétiques,maisaucunetechniquenepeutlesidentifier
toutes.
+ :détectable
~ :parfoisdétectable
- :pasdétectable
/ :pasapplicable
4
NIVEAUADN
Mutationponctuelle - -
Délétion - -
Insertion - -
Inversion - -
Répétitions - -
Régionshomozygotes(UPD/LOH) - /
NIVEAUCHROMOSOMIQUE
Délétion + -
Insertion + -
Inversion - -
Duplication + -
Translocation-équilibrée
Aneupoïdies
-
+
/
/
Translocation-déséquilibrée + /
noyau mitochondrie

ARRAYDEPOLYMORPHISMESNUCLEOTIDIQUES(SNPARRAY)
UnSNParrayaplusieursparallèlesaveclatechnologiedeCGHarray.Le
SNParraydétecteaussidesdélétionsetduplicationsdefragments
chromosomiques,maisaussidesvariationsd'uneseulebase(SNP).Il
peutêtreutilisépourtracerlatransmissiondepetitesrégions
chromosomiquesdansunefamille.Ceciestétudiédanslecadrede
maladiesrécessives,surtoutquandilyauneconsanguinitéparentale.Il
peutêtreutilisépourtracerl'associationentreunemaladieetdes
régionsdanslegénomepourunefamillespécifique,cequ'onappelleune
étudedeliaisonfamiliale.Danscecas,pluslenombredemembres(atteints)de
lafamilletestésestélevé,plusonadechancesdemettreenévidencel'anomalie
génétiquecorrespondante.L'étudedeliaisoncontribueégalementàl'interprétation
desrésultatsdesautrestests,commeleséquençaged'exomeoudegénome.LeSNP
arraypermetégalementd'identifierlesdisomiesuniparentales,situationsdans
lesquelles,lesdeuxcopiesd'unfragmentoud'unchromosomeentiersonthéritées
d'unmêmeparentetnondesdeux.Cecipeutêtreàl'originedecertainesmaladies
rares.
ANALYSED'UNSEULGENE
Lorsqu'unemaladieestconnuepourêtregénéralementcauséepardesmutationsdansun
gènedonné,cegènepeutêtreanalyséenpremierlieu.Certainesmaladiessontliéesàdes
mutationsrécurrentes,quenousexaminonsenpremierlieu.Pourd'autresgènes,des
mutationstrèsdiversessontdécrites,auquelcasnousanalysonslaséquencecomplètedu
gène(séquençagedesgènes).
5
NIVEAUADN
NIVEAUADN
Variationponctuelle
Variationponctuelle
~ -
Délétion
Délétion
~ -
Insertion
Insertion
- -
Inversion
Inversion
- -
Répétition
Répétition
- -
Régionshomozygotes(UPD/LOH)
Régionshomozygotes(UPD/LOH)
+ /
NIVEAUCHROMOSOMIQUE
Délétion + -
Insertion + -
Inversion - -
Duplication + -
Translocation-équilibrée
Aneupoïdies
-
+
/
/
Translocation-déséquilibrée + /
noyau
noyau
mitochondrie
mitochondrie
TECHNIQUES
+ +/~
+ +/~
+ +/~
~ ~
~ ~
~ /