cours 8

Chapitre 4 : Variation génétique et santé
Au cours du chapitre précédent, nous avons vu que les mutations pouvaient être à l’origine de
dysfonctionnements des cellules et de phénotypes morbides (!maladie, mort).
I/ Des mutations à l’origine des maladies génétiques
1. Des mutations aux conséquences diverses, à plusieurs échelles
Drépanocytose, albinisme, daltonisme, hypercholestérolémie, myopathies, certaines formes de
diabètes…sont des exemples ayant pour origine des mutations de gènes codant pour des protéines aux
rôles variés
Maladie
Gène atteint
Protéine, rôle
Conséquence protéine
Cellules atteintes
Symptômes
Drépanocytose
Gène de la ß
globine
ß globine,
entrant dans la
constitution de
l’hémoglobine
(Hb) qui
transporte l’O2
dans le sang
Modification de la
séquence ! de la
forme!de la
fonction, elle
entraîne la
polymérisation de
l’Hb en fibres
Les globules
rouges sont
- déformés
- détruits
! accidents
vasculaires
! anémie
Albinisme
Gènes des
enzymes de
la chaîne de
biosynthèse
de la
mélanine
Enzymes
catalysant les
transformations
de la
phénylalanine
! tyrosine puis
! mélanine
Modifications plus
ou moins
importantes des
séquences !
" de l’activité des
enzymes voire leur
absence de
fonctionnalité.
Les cellules
produisant la
mélanine
Les cellules du
foie transformant
la phénylalanine
en tyrosine
! absence de
pigmentation
!
phénylcétonurie
(altération des
cellules
nerveuses)
Daltonisme
Gènes des
pigments
rétiniens
(opsines)
Opsines,
genèse de
messages
nerveux visuels
en fonction des
longueurs
d’onde
Modifications des
séquences !
formes!
fonctions : les
longueurs d’ondes
ne produisent plus
de messages
nerveux.
Les cellules
réceptrices
rétiniennes
(cônes)
Défauts de la
vision des
couleurs.
# la mucoviscidose ($ page 320, 321)
NB : les cellules produisant le mucus dans l’organisme produisent un mucus trop épais
Maladie
Gène
atteint
Protéine, rôle
Conséquence protéine
Cellules atteintes
Symptômes
Drépanocytose
Gène
CFTR
CFTR qui
contrôle la
fluidité du
mucus
Modification
séquence!forme!fonction :
la fluidité du mucus est mal
régulée
Cellules
productrices
de mucus !
mucus épais
Atteintes
respiratoires,
digestives,
reproductrices.
échelle génétique ! échelle moléculaire ! échelle cellulaire ! échelle de l’organisme

NB : dans les faits, plusieurs allèles ≠ peuvent exister, résultats de mutations de nature ≠, avec des conséquences ±
importante, ce qui explique symptômes plus ou moins sévères des maladies.
Dans tous les cas :
Génotype ! phénotype moléculaire (protéine) ! phénotype cellulaire! phénotype macroscopique (organisme)
• Les mutations génétiques ! l’existence de plusieurs allèles d’un même gène. Certains peuvent
coder pour des protéines anormales :
- Séquences ± différente (substitutions d’acides aminés)
- protéine plus courte (arrêt anticipée de la synthèse)
En fonction de la position et l’étendue des modifications, la protéine codée sera modifiée
• La protéine codée dépend de sa séquence qui détermine sa forme qui définit sa fonction
Si la séquence est modifiée, la forme est modifiée et donc la fonction de la protéine. Elle peut même
devenir non fonctionnelle. (Phénotype moléculaire)
• La cellule dont le fonctionnement dépend de cette protéine sera modifiée.
• Le fonctionnement de l’organisme est modifié : symptômes.
Mais attention le génotype présente 2 allèles pour un gène…cela complexifie les expression de la maladie…
2. Prévisions des risques. ($ 320)
La connaissance des modes de transmission des gènes
au cours de la reproduction sexuée permet aujourd’hui
d’évaluer les risques
# Analysez cet arbre généalogique et établissez
une prévision pour l’enfant à naître.
On notera pour le codant la CFTR
- M (majuscule) pour l’allèle dominant
- M (minuscule) pour l’allèle récessif

- Rapport de dominance :
II 4 est malade, alors que ses parents sont sains, ils possèdent donc un allèle malade qu’ils ont transmis à
leur fille, mais ils ne l’expriment pas : l’allèle malade est récessif (m) et l’allèle sain est dominant (M)
- Génotypes : on part de la dernière génération et on note ce dont on est certain :
II4 : malade ! homozygote (m//m) donc…
I1, I2, Ses parents portent l’allèle m mais sont sains, donc hétérozygotes : (M//m)
II3 est sain, il porte donc obligatoirement l’allèle M et soit m, soit M : (M//M) ou (M//m)
- Génotype de II/5 :
Prévision pour II5 :
¼ que l’enfant soit malade (m//m)
¾ que l’enfant soit sain mais 2/3 qu’il soit hétérozygote
(M//m)
On peut proposer à la famille
- un diagnostic prénatal : test génétique sur le fœtus
- un diagnostic préimplantatoire : test génétique sur les
embryons obtenus par fécondation in vitro et
réimplantation des embryons sains
3. Thérapie.($ 322, 323)
Malheureusement, le plus souvent, on ne peut que soulager les symptômes de la maladie. ($ page 322)
Aujourd’hui les recherches portent sur la thérapie génétique ($ page 323)
# En utilisant l’exemple de la mucoviscidose (doc3 page 283), généralisez le principe de cette thérapie
II/ Mutations et cancérisation ($ pages 327/329)
1. Les cellules cancéreuses
# Doc 1 page 326 /337: les cellules cancéreuses proviennent de l’accumulation de Mutations non
réparées qui s’accumulent et finissent par provoquer des modifications profondes de fonctionnement :
!I2!
!I1!
!
!
!
M!
m!
m!
M!
M//M!
[M]!
M//M!
[M]!
M//m!
[M]!
m//m!
[m]!
!
!
!
Vecteur!=!
virus!
!
!
!
!
!
!
Gène!
médicament!
!
!
!
!
!
Vecteur!=!
virus!
!
Cellules!du!
patient!
prélevées!et!
mises!en!
culture…!
!
Avec!un!
virus…!
!
!
Contenant…!
!
Le!gène!
médicament!
!
!
!
!
!
!
!
!

- Elles perdent leurs caractères de différenciation, leur taille augmente, leur noyau volumineux contient
une chromatine irrégulièrement répartie
- Elles se multiplient très rapidement mais leurs mitoses présentent des anomalies de forme ,par exemple
des fuseaux asymétriques
- Elles ont besoin de nutriments et de dioxygène pour se multiplier. En réponse à leur besoin de dioxygène,
elles produisent des signaux moléculaires qui provoquent la formation de nouveaux vaisseaux sanguins
Cela permet à la tumeur de poursuivre sa croissance).
- Certaines cellules peuvent alors se détacher de la tumeur, envahir les tissus voisins, atteindre les
vaisseaux sanguins ou lymphatiques, ce qui leur permet de coloniser un nouvel organe où elles formeront
une métastase.
2. Une origine génétique, mais surtout poly-factorielle. ($ pages 327, 89et DM4)
Nous avons vu au cours du chapitre précédent que le cycle cellulaire était contrôlé par des protéins codées
par des gènes :
a) 2 catégories de gènes contrôlent les divisions cellulaires (DM4)
- Les proto-oncogènes dont l'activité
stimule les divisions cellulaires. On les
appelle oncogènes, lorsqu'à la suite
d'une mutation, ils deviennent
hyperactifs et stimulent anormalement
la prolifération cellulaire.
- Les gènes suppresseurs de tumeurs
(ou anti-oncogènes) capables d'inhiber
les divisions cellulaires et même de
provoquer une apoptose*. Leur action
peut être inactivé à la suite d'une
mutation.
* déclenchement de la mort cellulaire
Des mutations de ces gènes peuvent provoquer une rupture de la régulation des divisions cellulaires, les
cellules se multiplient de façon anarchique !tumeur.
b) Un rôle de l’environnement.
- des gènes de prédisposition :
Certains gènes, dits gènes de susceptibilité semblent favoriser l’apparition de cancers. Si la plupart des
cancers sont le résultat de mutations somatiques apparues, uniquement au niveau de la tumeur, on observe
parfois une fréquence d’apparition familiale. Y a-t-il un déterminisme héréditaire du cancer ?
En fait, ces gènes augmenteraient la sensibilité des individus à des facteurs de l’environnement
responsables de l’apparition des cancers. Il en résulte que cette prédisposition rend plus probable le
développement de la maladie, sans pour autant le rendre certain. Inversement une personne ne présentant
aucun facteur de risque peut aussi développer un cancer.
- Des facteurs mutagènes :
De nombreux facteurs présents dans notre environnement augmentent la fréquence des mutations et sont
responsables de l’apparition des cancers : UV, tabac, alcool, alimentation, radiation, amiante…
c) le rôle des virus :
On considère aujourd’hui que 15% des cancers sont dus à des infections virales.(cancer du col de l’utérus
% papillomavirus ; cancer du foie % virus de l’hépatite C…)
Un virus est un élément pathogène qui ne contient qu’une enveloppe, une capside protégeant du matériel
génétique, quelques enzymes mais aucune machinerie cellulaire lui permettant de se reproduire. Il doit
donc parasiter une cellule pour pouvoir se multiplier.
C’est un parasite cellulaire obligatoire qui va utiliser la cellule infectée pour se multiplier.

La nature « vivante » du virus reste
en débat…
Si ils possèdent une membrane, du
cytoplasme et de l’ADN,
ils ne possèdent pas une autonomie de
fonctionnement leur permettant de
répondre aux définitions du vivant
que vous avez étudié en seconde.
On les considère comme une forme de
vie très dégradée par le parasitisme.
Le cycle de développement d’un
virus nécessite
- (1) la fixation spécifique à une
cellule hôte…
- où il injecte son matériel génétique
(2, 3)…
- qui va s’intégrer au génome de la
cellule (5)…
- être transcrit (6), traduit en
protéines virales…
- qui vont s’assembler pour former
de nouveaux virus (7)…
- qui vont être libérés dans le
milieu.(8)
Au cours de ce cycle, les gènes viraux intégrés dans le génome de la cellule peuvent interférer avec les
gènes de l’hôte et déclencher une cancérisation. (Voir exercice cancer de l’utérus :
http://beaussier.mayans.free.fr/spip.php?article1002 )
!
Enzyme!!
!
Enzyme!!
Enzyme!!
Formée!de!protéines!!