Hérédité humaine - Fichier

DAEU- cours de Sciences de la Nature et de la Vie- Marie Claire Garnier
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L’étude de la génétique humaine est difficile pour différentes raisons :
• On ne peut imposer un accouplement pour étudier la transmission d’un caractère ;
• La durée d’une génération est longue, le nombre de descendants d’une même famille est faible. Il faut alors
réaliser un arbre généalogique et suivre le caractère envisagé sur plusieurs générations ;
• Les études statistiques portent sur plusieurs familles regroupées, de mêmes caractéristiques ;
• Les gènes sont très nombreux.
La démarche à suivre :
Etablir le mode de transmission du gène à partir des données fournies par l’arbre généalogique
• Déterminer le rapport entre les allèles : dominant, récessif, codominant
• Déterminer la localisation du gène.
Partie 3
:
génétique
Chapitre 2 :
Hérédité humaine
I
-
E
xemple d’hérédité autosomale
A- Exemple 1 : la phénylcétonurie
B– Exemple 2 : la chorée de Huntington
II-hérédité liée au sexe
A – Exemple 1 : la myopathie de Duchenne
B – Exemple 2 : le rachitisme vitamino-dépendant
Exercices d’application

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La localisation du gène
Un arbre généalogique représente la descendance d'un couple avec leur phénotype.
Nous possédons environ 100 000 gènes portés par les autosomes (22 paires) et les gonosomes (XX ou XY).
Cas d’un gène dont le locus est sur les autosomes
a A A [A] si A dominant par rapport à a
a
Le gène est présent sous 2 formes alléliques A et a. La ¢ est donc hétérozygote pour le gène. Le locus du gène est le
même sur les 2 autosomes homologues.
Chaque individu, Χ ou Ξ porte 2 allèles du gène.
Pour être de phénotype [a] c’est à dire [récessif] il faut donc être homozygote pour l’allèle récessif : a // a
Par contre un individu de phénotype [A] c’est à dire [dominant] peut être homozygote A // A ou hétérozygote A // a.
Chaque gamète contient 1 chromosome de chaque paire et donc 1 seul allèle de chaque gène → il y a séparation des
allèles du gène lors de la disjonction des chromosomes homologues lors de la méiose.
Cas d’un gène dont le locus est sur les gonosomes
a A a ou A Partie propre à X
Fille garçon Partie commune à X et Y
X X
Partie propre à Y
X Y
XA [A] si A est dominant Xa [a] ou XA [A]
Xa Y Y
Fille vectrice → le garçon exprime l’allèle qu’il porte
A : allèle "normal" a : allèle "morbide"

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I - exemple d’hérédité autosomale
A - Exemple 1 : la phénylcétonurie
Le gène code pour une enzyme, la PAH qui transforme la phénylalanine en tyrosine. La phénylalanine est un acide
aminé apporté par l’alimentation. L’allèle “morbide” code pour une enzyme non fonctionnelle ce qui provoque
l’accumulation de phénylalanine dans le sang d’où le nom de la maladie. Ce taux élevé de phénylalanine empêche le
développement normal du cerveau et provoque des troubles neurologiques variés mais qui peuvent aller jusqu’à une
arriération mentale grave.
Un test pratiqué chez le nouveau-né appelé “test de Guthrie” permet de dépister ce déficit enzymatique.
Un régime alimentaire adapté permet de rééquilibrer le taux sanguin et ainsi, d’éviter les effets graves de la maladie.
Le rapport entre les allèles du gène
La fille II3 est atteinte de la maladie. Dans son génotype, elle porte au moins 1 allèle “morbide” m responsable de sa
maladie.
Cet allèle lui a été transmis par au moins 1 de ses parents I1 et / ou I2
→ I1 et / ouI2 sont porteur de l’allèle m et pourtant ils ne l’expriment dans leur phénotype. Ils sont de phénotype [normaux
N] → l’allèle m est récessif par rapport à l’allèle “normal” N.
La localisation du gène de la PAH
• Hypothèse n° 1 : le gène est porté par la partie propre à X
La fille II3 [m] aurait comme génotype :
Xm → un Xm lui aurait été légué par sa mère I2 qui, étant saine serait XN // Xm
Xm → un Xm lui aurait été légué par son père I1 qui serait Xm // Y
→ n’ayant qu’un seul allèle du gène, cet allèle s’exprime dans le phénotype → il serait [m]
or, il est de phénotype sain
⇒ Cette hypothèse est fausse ; le gène ne peut être localisé sur la partie propre à X.
Arbre généalogique d’une famille présentant des cas de phénylcétonurie
1 2
3 1 5
1 4 7
1
4 2
2 3 6
5
3
2
I
II
III
IV
Homme -
femme
non atteint
Homme – femme
atteint.
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Hypothèse n° 2 : le gène est porté sur la partie propre à Y
Le fils III5 [m] serait
X → le chromosome X ne porte pas le gène ; il lui a été légué par sa mère II5
Ym → le chromosome Y porte l’allèle m et lui a été légué par son père II4
→ son père serait X // Ym → il aurait donc un phénotype malade, ce qui n’est pas le cas
⇒ L’hypothèse est donc réfutée. Le gène n’est pas porté par la partie propre à Y
Ceci est confirmé par le fait que, selon cette hypothèse, seuls les garçons possèdent le chromosome Y et donc le gène.
Les filles ne possèdent pas le gène et ne peuvent donc pas être atteintes par la maladie. Or dans cet arbre généalogique,
2 filles sont atteintes.
Bilan :
Le gène n’est porté ni par la partie propre à X, ni par la partie propre à Y. C’est donc un gène autosomal.
Le génotype des individus de l’arbre généalogique
• Les malades II3 ; III5, IV1 et IV3 sont tous homozygotes pour le gène m // m
→ Ils ont donc reçu un allèle m de chacun de leurs parents → les 2 parents d’un malade sont porteurs.
• Les parents des malades I1 et I2, II4 et II5, III3 et III4 : ils sont tous sains mais porteurs de l’allèle m, ils sont donc
hétérozygotes pour le gène N // m
• Les autres individus de l’arbre généalogique :
Cas de II2 ses 2 parents sont porteurs sains N // m → ils produisent chacun 2 types de gamètes équiprobables (N) et (m)
On peut faire un échiquier de croisement rendant compte de la probabilité de rencontre au hasard entre ces gamètes
Père →
Mère ↓ N p = ½ m p = ½
N p = ½
N
N
[N] p = ¼
N
m
[N] p = ¼
m p = ½
N
m
[N] p = ¼
m
m
[m] p = ¼
Le fils II2 est de phénotype [N] → il correspond donc à l’une des 3 cases grisées
→ il peut avoir comme génotype
N // N avec p = 1/3
ou N // m avec p = 2/3
le même raisonnement peut être fait pour IV2

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Application : calcul de probabilité pour une naissance
La phénylcétonurie est une maladie dépistée systématiquement à la naissance car elle est relativement fréquente
(1 / 16 000 en France; 1 / 5 000 en Irlande). On dispose donc de données statistiques fiables : en Europe, on estime à
1 sur 60 (1 sur 63 en France) la proportion de sujets porteurs d’un allèle morbide du gène responsable, calculez la
probabilité pour un couple européen pris au hasard de mettre au monde un enfant phénylcétonurique.
Considérons un couple dont les 2 familles ne présentent pas d’antécédents de la maladie
• Chacun des parents peut être hétérozygote avec p = 1/ 60
• Le risque pour que les 2 conjoints soient hétérozygotes est donc : 1 / 60 x 1/ 60 = 1/ 3 600
• Probabilité que ce couple hétérozygote ait un enfant malade :
Ils produisent chacun 2 types de gamètes équiprobables (N) et (m)
→ on peut faire un échiquier de croisement rendant compte des probabilités de rencontre entre ces 2 types de gamètes
→ voir échiquier ci-dessus → p [m] = ¼
bilan : la probabilité qu’un enfant européen naisse phénylcétonurique est donc : ¼ x 1/ 3 600 = 1 / 14 400
Exercice d’application
Prévoyez le risque pour que l’enfant IV4 de la famille française étudiée soit atteint de phénylcétonurie.
B – Exemple 2 : la chorée de Huntington
La chorée de Huntington est une maladie héréditaire qui se manifeste tardivement, vers l’âge de 40 ans chez les sujets
porteurs de l’allèle morbide.
Elle se traduit par des mouvements anormaux qui se produisent brusquement et de manière incohérente chez le sujet
éveillé. Ces troubles sont dus à une dégénérescence des neurones de plusieurs zones de la substance grise de
l’encéphale. En plus, des troubles moteurs, on observe, chez les malades, un déficit cérébral qui peut varier selon le
degré d’évolution de la maladie, de simples troubles de la mémoire jusqu’à la démence.