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