Thème 1-A : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique

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 10.25/20
fondements de la maladie. A l’échelon maximum = organisme, le patient est fatigué, faible, essouflé…
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
2/2
Quelles sont les signes de la maladie à différents stades?
Comment cette maladie est-elle distribuée dans la population ?
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
1.25/2
Schéma de la glande
pancréatique en vue sagittale
du patient sain
Schéma de la glande pancréatique en
vue sagittale du patient atteint de
fibrose kystique
l’accumulation de déchets
organiques englués
Canal
excréteur
Canal
excréteur
Portion sécrétrice
Portion sécrétrice
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
1.5/2
La mucoviscidose provoque une accumulation de fluide ou de développement bactérien dans l’écart entre le
thorax et la paroi pulmonaire ce qui empêche le transfert des gaz dissous dans le mucus des alvéoles
pulmonaires vers les cellules des poumons. Ceci empêche un bon fonctionnement des poumons.
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.
0.5
/2
Si la peau des individus laisse un goût salée cela veut dire qu’ils sont touché par la maladie.
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 1.5/2
tissus glandulaires de l’organisme atteint et les conséquences
Le défaut de synthèse de la protéine provoque un déficit en chlore extracellulaire qui cause donc un défaut
d’hydratation du mucus et une hyperviscosité des sécrétions épithéliales à cause d’un manque d’eau dans le
mucus et une réabsorption exagérée de l’eau. L’amas de déchets organiques du à un defaut de la synthèse
de la protéine sur la mucus péripherique provoque un épaississement.
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.
1.25/2
Nous pouvons constater que la séquence mutée ne recopie pas 3 nucléotide ce qui provoque un décalage de
la séquence normale ce qui équivaut à un manque d’acides aminés.
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
1.25/2
malade ?
L’allèle N est dominant, de plus les deux parents sont sains mais leur enfant est malade ce qui veut dire que
les deux parents présentés un allèle m et donc ils ont chacun transmis l’allèle m à leur enfant. Certaines
allèles sont dominantes entre eux ce qui veut dire que si l’allele qui transmet la maladie est dominate alors
nous aurons cette maladie.
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 ?
Conclusion :
/2
La maladie de la _mucovisidose________ atteint tous_ les organes du corps humain
atteint à cause d’une erreur de recopiageotides dans la séquence génétique du gène qui possède
l’information génétique de la protéine _____________ qui sert pour la fabrication du mucus_____. 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
____________.
Rappelez par un schéma les échelons d’observation de la maladie
1/2
/2