La mucoviscidose : une maladie génétique

bac ES septembre 2007 métropole - thème obligatoire : du génotype au phénotype, applications biotechnologiques
La mucoviscidose : une maladie génétique
L'idée que des sportifs génétiquement modifiés puissent participer aux Jeux Olympiques de 2008
est assurément dérangeante, mais irréaliste. Depuis plusieurs années, l'AMA (Agence Mondiale
Antidopage) considère le dopage génétique comme une menace et finance des projets pour pouvoir
le détecter.
document 1
La mucoviscidose est la maladie génétique grave la plus fréquente dans les populations européennes et nord-
américaines. Elle atteint environ un nouveau-né sur 3 000. La maladie est due à la mutation du gène CFTR
qui code une protéine canal également appelée CFTR. Toute anomalie de cette protéine perturbe les échanges
cellulaires d'eau ce qui se traduit, au niveau pulmonaire, par la production d'un mucus trop visqueux pour
être éliminé par l'organisme. De graves problèmes respiratoires en découlent pour l'individu malade.
Malgré la découverte en 1989 du gène CFTR et les progrès effectués en matière de traitements médicaux, la
mucoviscidose reste une maladie incurable. Récemment des efforts importants ont été déployés pour
caractériser les très nombreuses mutations responsables de cette maladie.
document 2 : Comparaison d'un même fragment des 2 allèles du gène
CFTR
Tableau du code génétique
●première question (7 points) - saisir des données et utiliser ses connaissances
Identifiez la mutation et précisez ses conséquences sur la protéine codée.
●deuxième question (9 points) - saisir des données et les mettre en relation
Décrivez le phénotype d'un individu malade aux différentes échelles moléculaire, cellulaire et
macroscopique.
●troisième question (4 points) - mobiliser ses connaissances et les restituer
Citez les applications médicales qui résultent de la connaissance d'allèles défectueux d'un gène.
Séquence normale du gène — GTT CTT GGA GAA GGT —
Séquence mutée du gène — GTT CTT TGA GAA GGT —
1ère position 2ème position 3ème position
T C A G
T
PHE
PHE
LEU
LEU
SER
SER
SER
SER
TYR
TYR
STOP
STOP
CYS
CYS
STOP
TRP
T
C
A
G
C
LEU
LEU
LEU
LEU
PRO
PRO
PRO
PRO
HIS
HIS
GLN
GLN
ARG
ARG
ARG
ARG
T
C
A
G
A
ILE
ILE
ILE
MET
THR
THR
THR
THR
ASN
ASN
LYS
LYS
SER
SER
ARG
ARG
T
C
A
G
G
VAL
VAL
VAL
VAL
ALA
ALA
ALA
ALA
ASP
ASP
GLU
GLU
GLY
GLY
GLY
GLY
T
C
A
G

Corrigé
1. La mutation concerne le premier nucléotide du troisième codon de la séquence fournie :
on a TGA au lieu de GGA : une guanine a été remplacée par une thymine. Cette mutation est une
substitution.
Le codon GGA code pour l'acide aminé noté GLY [vous n'avez pas à savoir que c'est la glycine]
alors que TGA code pour un codon stop. La protéine normale aura donc un certain nombre d'acides
aminés, alors que la protéine correspondant au gène muté sera plus courte et donc
vraisemblablement non fonctionnelle.
2. Le phénotype moléculaire est la protéine canal CFTR.
Le phénotype cellulaire concerné par cette maladie est les échanges d'eau.
Le phénotype macroscopique est la production d'un mucus trop visqueux pour être éliminé hors des
poumons. Les graves problèmes respiratoires font également partie de ce phénotype macroscopique.
3. Une application médicale déjà au point est la réalisation d'un diagnostic par identification de la
présence du gène défectueux.
Des recherches actuelles visent à mettre au point des thérapies par transgenèse. La transgenèse est
l'opération qui permet d'introduire une information génétique étrangère de manière stable dans le
génome d'un organisme pluricellulaire. On pourrait guérir la mucoviscidose si on savait greffer le
gène CFTR normal dans les cellules de l'organisme des malades.