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 élucidées dans ce TP pour répondre à l’objectif fixé
Quels sont les différents symptomes et signes cliniques de 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 TP5 mucoviscidose pancréas
Expliquez par un schéma le processus de fibrose kystique sur une glande
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Schéma du processus de fibrose kystique sur une glande
Mucus qui
bouche le canal
Canal
pancréatique
Enzymes pancréatiques
qui sont bloquées
Glande
pancréatique
Paroi de la glande
dégradée
Création de kyste du à
l’accumulation de déchets
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
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La mucoviscidose touche les poumons car le mucus trop épais et important se répend dans les poumons , se
qui entraine une mauvais circulation de l’oxygene dans les poumons.
Conséquences : le patient souffre de problemes respiratoires importants
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.
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On repère les individus malades dans la population en réalisant le test de la sueur qui consiste à mesurer le
taux de chlorures dans la sueur d’un individu : si le taux est inférieur à 40 mmol.L-1 alors le test est négatif,
l’individu est donc sain et plus de 40 mmol.L -1 le patient est potentiellement ou atteint de la malade.
Mcl + MNa = 35.5+23 =58.5
C=m/V
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
défaut d'hydratation du mucus, 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 1/2
tissus glandulaires de l’organisme atteint et les conséquences
le défaut de synthèse de la protéine entraine un manque de chlore extracellulaire, qui se traduit par un
manque d’eau dans le mucus. Le mucus absorbe donc l’eau des organes et tissus avec les quels il entre en
contact, donc une anomalie se crée sur le mucus périphérique des organes et sur les organes. Les patients
ont donc un désechement des organes et des sécrétions trop salées
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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Les origines du probleme de la mucoviscidose viennent d’une mutation du gène CFTR aux nucléotides
1521 1522 1525 les nucléotides CTT sont suprimés , ce qui déclenche un décallage après la séquence
mutée. Et entraine donc une mauvaise fabrication de la protéine responsable en partie du taux de chlore
extracellulaire dans le mucus
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 ? quelle est le caryotype d’un
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malade ?
Nous en déduisons que les allèles doivent etre tout les deux mutés pour que la maladie se déclenche, donc
les parents peuvent etre sains mais la maladie peut apparaître car le gène muté peut être présent car il est
récéssif (donc ne déclenche pas la maladie s’il est avec un allèle normal)
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 ?
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La maladie de la __mucoviscidose__ atteint _tous les organes du corps humain 1.75/2
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 ___mucus. Comme le chlore ne
sort plus des cellules, le ___mucus 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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