Éléments de génétique humaine et leurs implications en

Éléments de génétique humaine et leurs implications en
psychologie
Introduction
Examen en janvier: QCM sans point négatif mais parfois plusieurs bonnes réponses + questions
ouvertes + arbre généalogique à analyser, pas d'exception.
Les gènes déterminent seulement avec quels matériaux de base l'homme sculptera sa vie et sa
personnalité, il y a une importance de la partie acquise et donc de l'environnement et de l'éducation.
Comparaison tests génétiques et tests médicaux
Tests génétiques Tests médicaux
Une mutation: présente ou absente Un dosage: normal ou anormal
Sujet sain --> information Sujet malade --> traitement
Diagnostique concerne la famille Diagnostique concerne le sujet
Diagnostique pré-symptomatique ou prédictif Diagnostique pour un malade
Diagnostique pré-symptomatique: une personne développera ou pas un jour une maladie
déterminée et donc présence ou absence du gène de l'affection recherchée.
Diagnostique prédictif: risque accru ou pas de développer un jour une maladie déterminée.
Incidence des affections génétiques
2 à 3% des nouveaux nés: malformation congénitale majeure (--> handicap).
5% des enfants auront avant 25 ans: affection totalement ou partiellement génétique.
70% des individus auront au cours de leur vie: affection totalement ou partiellement génétique.
1 à 2% des cancers hérités.
Sélection naturelle importante: 50% des conceptions seraient anormales, 2/3 des conceptions sont
éliminées avant la naissance.
Fardeau pour la société: les affections génétiques sont responsables de 30 à 50% des
hospitalisations pédiatriques et 10% des hospitalisations adultes.
La plupart des affections génétiques se développent précocement toutefois 10% se développe après
la puberté et 1% après l'âge de la reproduction.
Les anomalies chromosomiques ne rendent pas forcément malades mais il peut y avoir des
conséquences pour les enfants.
Lexique
ADN complémentaire: Brin d'ADN complémentaire d'une molécule d'ARN.
Allèle: une ou plusieurs versions alternatives d'un même gène.
Autosome: chromosomes (44) non impliqués dans la détermination du sexe par opposition aux
chromosomes sexuels (X et Y)
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Cadre de lecture: séquence de nucléotides: triplet d'initiation, triplets significatifs, triplet de
terminaison de la traduction. Il définit la phase des codons.
Carte génétique: carte de localisation chromosomique des gènes, elle est caractéristique de chaque
espèce.
Caryotype: photographie des chromosomes rangés par la taille et la position relative de leur
centromère.
Cellule germinale: ovules et spermatozoïdes et leurs précurseurs, ce sont des cellules haploïdes.
Cellule somatique: cellules du corps autres que les cellules germinale, ce sont des cellules
diploïdes (46 chromosomes).
Chromatine: association de l'ADN et des protéines. Elle constitue les chromosomes.
Chromosome: matériel nucléaire qui se condense lors de la division cellulaire et apparaît sous
forme de bâtonnet. Il est composé de chromatine.
Chromosome homologue: membre d'une paire de chromosome, un vient de la mère, l'autre du
père.
Cytogénétique: étude des chromosomes, de leur structure et de leur transmission.
Disomie uniparentale: présence de 2 chromosomes provenant d'un seul parent. (absence de
l'autre).
Épigénétique: phénomène qui engendre des modifications au niveau du fonctionnement des gènes
sans modifications de la séquence d'ADN.
Euchromatine: partie active non-condensée de la chromatine des noyaux cellulaires interphasiques.
Gènes: unités d'information génétique enchâssées dans l'ADN chromosomique. Ils sont disposés de
façon linéaires le long des chromosomes.
Génotype: ensemble des deux allèles que possède un individu pour un gène donné.
Haplotype: combinaison d'allèles très proches transmis ensemble.
Hémizygote: se dit des gènes présents en un seul exemplaire dans le génotype.
Hétérochromatine: chromatine inactive du point de vue génétique.
Hétérodisomie: présence de deux chromosomes homologues d'un seul parent en l'absence du
chromosome correspondant de l'autre parent.
Hétérogénéité génétique: même phénotype mais mécanisme génétique différent.
Hétérozygote: génotype possédant des allèles différentes pour un locus donné sur les chromosomes
homologues.
Homozygote: génotype possédant des allèles identiques pour un locus donné.
Hybridation: Deux brins d'ADN dénaturé par la chaleur se rassemble quand la température baisse,
la doublé hélice est reconstituée.
Isodisomie: présence en 2 exemplaires d'un même chromosome d'un seul parent en l'absence du
chromosome correspondant de l'autre parent.
Locus: localisation précise d'un gène sur un chromosome.
Mosaicisme: présence de deux ou plusieurs lignées cellulaires
Mutation: changement dans la séquence des nucléotides ou dans l'arrangement de l'ADN.
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Néomutation: changement brusque et permanent de l'information génétique.
Phénocopie: imitation d'un phénotype déterminé par un génotype.
Phénotype: manifestation apparente du génotype, résulte de l'interaction des facteurs génétiques et
du milieu extérieur.
Polymorphisme: lorsque l'allèle le plus fréquent d'un locus a une fréquence de moins de 99% et ne
résulte pas en un état pathologique.
Chapitre 1: Bases de la génétique
On reçoit de chaque parent une copie du message (contenu dans les gènes) qui permet le
développement et le fonctionnement de nos cellules et de notre corps. Lorsque la cellule commence
à se diviser, l'ADN se condense en une forme très enroulée: le chromosome.
Les noyaux des cellules somatiques contiennent 46 chromosomes comprenant 22 paires
d'autosomes et une paire de chromosomes sexuels. Les gamètes (cellules germinales) ne
contiennent que 23 chromosomes (22 autosomes et un chromosome sexuel).
1.1 Chromosomes humains
Chaque chromosome est formé d'une seule double hélice continue d'ADN.
Chromatine: ADN + protéines. (euchromatine: partie active; hétérochromatine: partie inactive)
Au milieu du chromosome: le centromère. P: bras court et Q: bras long. En fonction de la taille et la
position relative du centromère, on classe les chromosomes et on une carte appelée caryotype.
1.2 ADN ou acide désoxyribonucléique
= une double chaine constituée d'un polymère linéaire où alternent un sucre et un acide
phosphorique. Sur chaque sucre est branchée une base: cytosine, thymine, adénine ou guanine.
Nucléotide: acide phosphorique + sucre + une base.
Un brin d'ADN: polymérisation de nucléotides --> séquence nucléotidique.
Double chaine d'ADN: 2 séquences nucléotidiques complémentaire (pyrimidine + purine: TA; CG)
Réplication: séparation des deux brins d'ADN pour former chacun une nouvelle chaîne
complémentaire. Si erreur non corrigée (par les enzyme de réparation) --> mutation qui sera
transmise à toutes les cellules filles.
Si enzyme de réparation fonctionne pas ou mal --> cancers multiples (colon, peau, sein).
Protéine: chaîne d'acides aminés (22 acides aminés différents)
Code génétique: 3 bases --> 3 lettres --> 1 acide aminé. Le code génétique sert à fabriquer des
protéines en obligeant les acides aminés à se ranger dans un ordre prédéterminé.
Codon: séquence de 3 nucléotides codant pour un acide aminé. + start-codon (codon initiateur) +
stop-codon (codon non-sens). Le code est redondant.
Structure d'un gène: La séquence codante des gènes est fragmentée. Les séquences codantes
(exons) sont séparées par des séquences intercalaire (introns).
Génome humain: ensemble du matériel génétique d'une cellule d'un individu répartis sur 23 paires
de chromosomes. Il y a 35 000 gènes codants. 99% de l'ADN du génome humain n'est pas codant.
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Le code génétique est presque identique chez tout le monde, une lettre sur 500 diffère. Cette
différence est appelée polymorphisme. Si les deux allèles d'un gène situés sur un même locus de
chromosome homologues, sont identique, on dira que cet individu est homozygote pour ce gène,
sinon on dira que l'individu est hétérozygote. Les hommes ne possède qu'un seul allèle pour les
gènes localisés sur le chromosome X, il est hémizygote.
Un allèle est dominant s'il s'exprime à l'état hétérozygote et récessif s'il ne s'exprime qu'à l'état
homozygote.
La transcription et la traduction: La séquence codante d'un gène est d'abord transcrite sous forme
d'une molécule d'ARN (simple brin: ARN messager complémentaire) qui ensuite, après maturation,
excision et épissage (ARN messager) est traduit en protéine dans le cytoplasme grâce aux
ribosomes et à l'ARN de transfert.
1.2.1 Contrôle de l'expression du gène
Tout les gènes ne sont pas actifs en même temps. L'organe dont fait partie la cellule déterminera la
nature des gènes qui seront actifs. On peut contrôler l'expression des gènes par la méthylation, par
exemple l'inactivation d'un des chromosomes X (lyonisation) chez la femme. Ce chromosome X
inactif est condensé et apparaît sou forme du corpuscule de Barr. L'inactivation se fait très
précocement, au hasard et de manière définitive pour chaque cellule. La femme est donc une
mosaïque en ce qui concerne le chromosome X, certaines cellules auront le chromosome X paternel
actif et d'autres le chromosome X maternel actif.
1.2.2 Empreinte génomique ou parentale
L'empreinte génomique est le phénomène épigénétique par lequel l'expression d'un gène est
différent suivant qu'il a été transmis par le père ou par la mère.
1.2.3 Types de gènes
Gène de structure: codent pour des protéines qui font partie de la structure du corps humain.
Gène de contrôle: contrôlent l'expression des gènes de structure et donc la production de protéines.
Gène mitochondriaux: dirigent la fabrication des enzymes de la respiration cellulaire. La
transmission de cet ADN mitochondrial est purement maternelle.
HUGO: organisation du génome humain: le but est de localiser et séquencer les 35 000 gènes
codants. Le génome humain est décodé mais on ne peut pas établir une carte génétique comportant
la séquence de tous nos gènes.
Connaître la séquence d'un gène permet de produire de nouveaux médicaments ou des tests
permettant un diagnostique mais le gène en lui même ne constitue pas une invention mais une
découverte et celle-ci ne serait pas brevetable.
Progrès de la génétique --> nécessité de faire des choix éthiques: choix de faire un dépistage et de
partager les résultats, choix de proposer un dépistage et de savoir à qui transmettre les résultats,
choix des institutions sociales au sujet de l'information génétique, choix des gouvernement de
réglementer, choix de la société de comment améliorer la compréhension de la science...
1.3 La division cellulaire
Division d'une cellule somatique = mitose, les autres stades sont appelés interphase. C'est pendant la
division cellulaire que l'ADN se condense et prend la formes des chromosomes. Pendant
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l'interphase, l'activité de la cellule est intense, elle élabore des produits finis et rejette des déchets.
1.3.1 La mitose
Processus de division cellulaire au cours duquel une cellule mère donnera naissance à deux cellules
filles identiques à elle-même.
1.3.2 La méiose
Les cellules germinales ou sexuelles se divisent par méiose pour donner des gamètes qui ne
contiennent que la moitié du stock de chromosome propre à leur espèce. Les gamètes sont
haploïdes.
Le processus de méiose comporte deux divisions successives. Lors de la méiose I, au moment de
l'appariement des paires de chromosomes, il y a des échanges entre les chromatides des
chromosomes homologues (recombinaison ou crossing-over). Un élément de chaque paire de
chromosomes homologues sera distribué au hasard dans les cellules filles.
Conséquences génétiques de la méiose: réduction du nombre de chromosomes, ségrégation des
allèles, redistribution du matériel génétique par assortiment aléatoire des chromosomes homologues
et redistribution additionnelle par le crossing-over.
1.3.3 Gamétogénèse
C'est la formation des gamètes. Elle est différente chez les hommes et les femmes.
Spermatogénèse: le processus de méiose ne commence qu'à la puberté. Il faut 72 jours pour qu'un
spermatocyte primaire devienne un spermatozoïde. Le nombre de divisions mitotiques avant la
méiose augmente avec l'age. Ce nombre important explique la sensibilité aux agents mutagènes et le
grand nombre d'anomalies de structure mais le petit nombre d'anomalies de nombre. On a donc une
augmentation des anomalies de structure et de néo-mutations avec l'âge du père.
Ovogénèse: chez la femme, le processus de méiose s'amorce pendant la vie fœtale puis reste en
suspens jusqu'à la puberté. Il n'y a plus de division mitotiques après la naissance d'une fille. Le
blocage en méiose I explique l'augmentation d'anomalie de nombre avec l'âge maternelle.
84% des anomalies de structure de novo sont d'origine paternelle. (de novo: anomalie présente chez
un enfant et absente chez ses parents)
1.3.4 Fécondation et embryogénèse
Gamète mâle haploïde + gamète femelle haploïde --> zygote diploïde. L'embryogénèse est le
développement progressif du zygote. L'état embryonnaire dure 2 mois pendant lesquels l'embryon
édifie les ébauches de ses principaux organes. Ensuite on a la période fœtale pendant laquelle se
déroule la différenciation et la maturation des tissus.
Chapitre 2: mécanismes responsables de maladies
2.1 Chromosomes humains
Anomalie de nombre: excès ou perte de chromosomes entiers, par exemple trisomie 21
Anomalie de structure: excès, perte, translocation ou inversion d'un segment de chromosome.
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