EPIGENETIQUE EMPREINTE GENOMIQUE PARENTALE (M-L KOTTLER)

Génétique Médicale – ML Kottler / Nathalie Leporrier
13/11/2012 – L3
Groupe n°2 – Luc & Luc
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CHU de Caen
EPIGENETIQUE
EMPREINTE GENOMIQUE PARENTALE
(M-L KOTTLER)
INTRODUCTION & RAPPELS
I – EPIGENETIQUE
1) Définition
II – EMPREINTE PARENTALE
1) Complémentarité des génomes parentaux
2) L’empreinte parentale au niveau protéique
a. L’acétylation
b. Switch des HAT/HDAC et méthylation
3) L’empreinte parentale au niveau de l’ADN
a. Caractéristiques des gènes soumis à empreinte
4) Reprogrammation
a. Programme de méthylation dans les cellules germinales
b. Programme de méthylation dans l’embryon
c. Cinétique de déméthylation et reméthylation (diapo 22 sur 29)
5) La méthylation de sites régulateurs peut réprimer l’expression du gène
III – PATHOLOGIES LIEES A L’EMPREINTE PARENTALE
1) Exemple : Empreinte parentale du gène GNAS
2) Syntaxine 14 = Centre d’empreinte
IV – TRANSITION : LA DISOMIE UNIPARENTALE (DUP)

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CHU de Caen
INTRODUCTION & RAPPELS
Génétique :
Support : ADN
Transmission : Mendélienne via les gamètes.
Toutes les cellules de l’organisme ont le même ADN, les gamètes sont haplotypes (un seul jeu de
chromosomes) mais ont la capacité de reproduire l’ADN du sujet.
Epigénétique :
Nouveau champs récemment découvert (il y a environ une 20
aine
d’année)
Support : Les protéines, l’ADN et l’ARN.
Transmission : Non Mendélienne (pour la prof il y a bien transmission mendélienne mais pour
le moment il n’y a pas d’argument scientifique).
I - EPIGENETIQUE
1) Définition
L’épigénétique est l’ensemble des modifications non contenu dans la séquence de l’ADN,
transmissible de façon mitotique (non de façon méiotique +++).
Il un rôle très important dans le contrôle de l’expression des gènes et évolue au cours du
temps, notamment au niveau du développement embryonnaire avec l’activation de certains gènes
pour la migration cellulaire, le développement de l’organe, ces gènes sont ensuite mis au silence.
L’épigénétique intervient aussi dans la différenciation cellulaire (comme par exemple pour
l’hypophyse ou le foie qui synthétisent des molécules complètement différentes. Dans la
différenciation cellulaire, les cellules de l’organisme possèdent pourtant le même ADN mais
expriment les gènes de façon différente.
Exemple important du rôle de l’épigénétique : Inactivation du chromosome X (Cf Ronéo 3)
L’épigénétique peut affecter des processus tumoraux ou encore l’empreinte parentale.
II - EMPREINTE PARENTALE
1) Démonstration de la complémentarité des génomes parentaux
Les génomes féminin et masculin ne sont pas équivalents mais sont complémentaires.
Ce sont des observations faites par les biologistes sur la souris, par transplantation de noyau
entre différentes cellules, qui ont démontré la complémentarité des génomes parentaux.

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Exemple a :
On veut maintenant démontrer l’hypothèse de la non équivalence du génome masculin et féminin
par d’autres expériences.
Exemple b :
Exemple c : Parthénogénèse
Dans ce cas ci il y a une triploïdie
:
On a donc le choix de retirer soit le nucléus mâle soit le
nucléus femelle surnuméraire.
A gauche : On retire le nucléus mâle. On obtient donc une
cellule qui a du matériel génétique exclusivement issu de la
femelle. La souris ne peut pas se développer.
A droite : On restaure ici une parité entre un nucléus
femelle et un nucléus mâle. L’embryon peut se développer.
A partir d’un embryon tout juste fécondé avec un nucléus
masculin et un nucléus femelle, on fait procède à des
échanges de nucléus.
On s’aperçoit qu’il y a développement d’un embryon
uniquement lorsque qu’il y a du matériel génétique issu du
mâle et du matériel génétique issu de la femelle.
Il n’y pas de développement lorsqu’il y a paire de matériel
génétique du même sexe
On en conclue qu’il y a une complémentarité et une non
équivalence des génomes mâles et femelles

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NB : La division par parthénogénèse est impossible dans notre espèce
Quel est le substratum de cette différence ?
Pourquoi le matériel génétique issu de l’homme n’est pas équivalent à celui de la femme ?
C’est parce qu’il y a ces fameuses empreintes sur le matériel génétique, spécifiant l’origine paternelle
ou maternelle.
Cette empreinte parentale se fait sur 2 niveaux :
• Niveau protéique
• Niveau de l’ADN
2) L’empreinte parentale au niveau protéique
L’ADN est empaqueté grâce aux différents Histones (H2A, H2B, H3, H4).
On va s’intéresser principalement aux acétylations et aux méthylations
Ces Histones subissent des modifications sur
certains résidus/queues :
• Acétylations
• Méthylations
• Ubiquitinations
• Phosphorylations
• Sumoylations (Acides gras)

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2.a) Acétylation
L’acétylation se fait grâce à des enzymes : Les Histone Acétyl Transférases (HAT)
L’acétylation des histones entraîne un relâchement de la chromatine, ce qui permet aux
facteurs TRANS circulants dans la cellule (qui sont régulateurs de la transcription) d’accéder aux
séquences CIS de l’ADN.
Acétylation = Chromatine relâchée, activation de la transcription
L’hyperacétylation des histones rend la chromatine accessible, les HAT sont donc des co-activateurs
de la transcription.
Les Histones Déacétylases (HDAC) vont au contraire désacétyler les histones entrainant une
contraction de la chromatine (et le recrutement d’autres types de co-répresseurs)
Désacétylation = Chromatine compacte, inaccessible aux facteurs de la transcription
Ces enzymes HAT et HDAC font parti de volumineux complexes multiprotéiques où
interviennent d’autres molécules activatrices ou répressives qui régulent l’expression des gènes.
Cette régulation épigénétique au niveau des protéines à un rôle dans l’expression des gènes
Il y a une relation entre l’acétylation des histones et la méthylation de l’ADN !