Thème 1-A : Expression, stabilité et variation du

Thème 1-A : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
TP 6 : La mucoviscidose : multiples échelons d’un phénotype
La mucoviscidose présente des indications visibles qui constituent un syndrome. L’autre nom de cette
maladie est la fibrose kystique car elle forme des kystes dans les glandes. On cherche à expliquer les
fondements de la maladie. A l’échelon maximum = organisme, le patient est fatigué, faible, essouflé… 11/20
Définition du syndrome : c’est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu’un patient est
susceptible de présenter lors de certaines maladies.
Enoncez une ou deux problématiques qui seront élucider dans ce TP pour répondre à l’objectif fixé
Qu’est ce qui provoque la mucoviscidose ?
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I – Les signes de la maladie à multiples étages
1) L’autre nom de la pathologie : la fibrose kystique
Les enzymes du pancréas, (molécules de dégradation comme la lipase et la trypsine), qui servent à la
digestion sont mal excrétées dans la lumière intestinale parce que les canaux pancréatiques se bouchent du
fait d'une sécrétion trop épaisse et d'une fibrose importante. Les enzymes agressent alors directement le tissu
pancréatique, contribuant à la fibrose. Des kystes, fruits de l’accumulation de déchets organiques englués,
peuvent éventuellement se former. Lorsque les fonctions pancréatiques sont significativement altérées, on
parle d'insuffisance pancréatique. Ouvrir le fichier TP6 mucoviscidose pancréas
Expliquez par un schéma le processus de fibrose kystique sur une glande
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Titre : schéma du processus de fibrose kystique sur une glande
Canal
excréteur
bouché
Canal
excréte
ur non
bouché
Personne atteint de
mucoviscidose : canaux
pancréatique bouchées car
sécrétion trop épaisse ce qui
provoque la formation de
fibrose kystique
Personne sain
Ouvrir le fichier TP5 mucoviscidose annexe
Chez un Enfant de 16 ans souffrant d’une mucoviscidose à forme respiratoire. On a réalisé une
Radiographie thoracique. Une image radiographique est à disposition pour comparaison : toute trace blanche
est un signe d’accumulation de fluide ou de développement bactérien. Toute altération dans l’écart entre
thorax et paroi pulmonaire modifie le fonctionnement des poumons. Un fluide trop épais empêche le
transfert des gaz dissous dans le mucus des alvéoles pulmonaires vers les cellules des poumons.
Expliquez en quoi la mucoviscidose touche les poumons et les conséquences
0.75/2
La mucoviscidose touche les poumons. En effet, elle se développe lorsque un canal est bouché. Comme
expliqué dans le texte ci-dessus, un fluide trop épais empêche le transfert des gaz dissous dans le mucus des
alvéoles pulmonaires vers les cellules des poumons. On a donc un canal bouché. Donc la mucoviscidose
peut toucher les poumons. Cela provoque des problèmes respiratoires à la personne atteinte de
mucoviscidose.
2) Le test de la sueur
Au Moyen Âge on connaissait le sort funeste du nouveau-né dont la mère remarquait le « baiser salé », c'està-dire le goût salé laissé par un baiser sur le front de l'enfant. Welsh cite un vieil adage du folklore de
l'Europe du Nord« Malheur à l'enfant chez qui un baiser sur le front a un goût salé. Il est ensorcelé et doit
bientôt mourir. ». Le chlore est explusé de la cellule par des protéines « canal chlore ».Le test de la sueur
consiste à mesurer le taux de chlorures dans la sueur. Les résultats sont interprétés de la manière suivante :
Résultat du
Taux de chlorures
test
inférieur à 40 mmol.L-1
négatif
compris entre 40 mmol.L-1 et
60 mmol.L-1
douteux
supérieur à 60 mmol.L-1
positif
Comment peut-on repérer les individus malades dans la population ? calculer la concentration massique de
sel pour la sueur. (MCl=35,5 g .mol-1, MNa=23 g .mol-1). C’est l’échelon cellulaire et ses sécrétions.
1.75/2
1 Mole de Sel= 58,5g
60mmol= 3,51g car (60x10^-3)/58,5= 3,51
Donc C=3,51g/L
On fait aussi un produit en croix pour 40mmol.
Donc C=2,34g/L
On a donc un intervalle
De 0 à 2,34g/L, le patient est négatif
De 2,34 à 3,51g/L, le patient est douteux
A plus de 3, 51g/L le patient est positif
On repere un individu malade par son taux de chlorure
3) Mucoviscidose veut dire Maladie des mucus visqueux
Le défaut de synthèse de la protéine (=échelon) entraîne un déficit en chlore extracellulaire et donc un
défau, une hyperviscosité des sécrétions épithéliales du à un manque d’eau dans le mucus et une
réabsorption exagérée de l'eau. Tous les organes possèdent un mucus périphérique.
Aspect de l’épaisseur de la couche extérieure
Observation microscopique du mucus extracellulaire :
des cellules de toutes les glandes humaines
Présence de bactérie Pseudomonas aeruginosa
Indiquez par une chaine de réaction de cause à effet quelle est l’anomalie moléculaire qui touche les 1.5/2
tissus glandulaires de l’organisme atteint et les conséquences
Défaut de synthèse de la protéine donne un déficit en chlore extracellulaire qui donne un défaut
d'hydratation du mucus qui donne une hyperviscosité des sécrétions épithéliales du à un manque d’eau dans
le mucus et une réabsorption exagérée de l'eau.
II- Distribution de la maladie dans la population.
1) Le gène de CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)
Analyse des séquences du gène CFTR grâce au logiciel Anagène : fichier CFTR.edi visite un autre échelon
Exploiter les données d’Anagène pour identifier les origines du problème de la mucoviscidose.
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On a une perte de 3 nucléotides
2) La fréquence des hétérozygotes
Le gène a 2 formes alléliques N (normal dominant) et m (muté récessif)
Si on considère le fait que deux parents sains peuvent avoir un enfant malade :
qu’en déduisez vous sur le comportement des allèles entre eux ? quel est le caryotype d’un malade ? 2/2
Si il y a 2 allèles normales, alors le patient est saint
Si il y a 2 allèles mutés, alors le patient est malade.
Si il y a 1 allèle normale et un allèle muté, alors le patient est saint.
Le caryotype d’un malade est un gène avec deux allèles mutes obligatoirement. En effet, l’allèle dominant
est l’allèle normal donc si le malade avait un allèle normale, alors il serait sain.
On cherche à déterminer la fréquence de l’allèle malade dans la population. :
- p la fréquence dans la population de l’allèle N
- q la fréquence dans la population de l’allèle m,
- La fréquence de la mucoviscidose = q2 est en moyenne de 1/2500.
Si les unions entre les individus se font au hasard, il y aura un mélange aléatoire de gamètes porteurs de
l’allèle N ou de l’allèle m, conduisant à 3 génotypes possibles : NN, Nm ou mm.Grâce à un échiquier de
croisement représentant des rencontres aléatoires de gamètes normaux et mutés, on peut trouver les
fréquences des homozygotes et des hétérozygotes.
N (p)
m (q)
N (p)
N//N (p2)
N//m (pq)
m (q)
N//m (pq)
m//m (q2)
Trouvez par le calcul mathématique la fréquence des individus hétérozygotes ?
0.5/2
Q²=1/2500 donc q=1/50
P+Q=1 donc P=49/50
La maladie de la ___________mucoviscidose__________ atteint ____tous___ les1.5/2
organes du corps humain atteint à cause d’une erreur de __3__ nucléotides dans la séquence génétique
du gène qui possède l’information génétique de la protéine _______CFTR__ qui sert pour la fabrication du
__________. Comme le chlore ne sort plus des cellules, le_chlore extracellulaire devient visqueux et les
bactéries s’y développent en abondance, accentuant ainsi les ___________. En outre, les conduits des
organes sont _____bouchés_______.
Conclusion :
Rappelez par un schéma les échelons d’observation de la maladie
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