Thème 3-B : Variation génétique et santé

Thème 3-B : Variation génétique et santé
Classe : Première S
Durée conseillée : 4 semaines
Nombre de TP :
En rouge : Bilans à faire noter aux élèves
En bleu : Activités pratiques
En vert : Problématique et hypothèses
Quelles sont les conséquences des mutations sur la santé ?
I. La mucoviscidose, un exemple de maladie génétique
1- Une maladie génétique grave :
La mucoviscidose est une maladie fréquente (1 personne sur 4100) et grave :
l’espérance de vie moyenne chez les patients atteints est de l’ordre de 25 à 30 ans.
Doc 3 p281
Cette maladie est provoquée par des mutations (plus de 1000 connues) du gène
CFTR qui correspondent souvent à la délétion de 3 nucléotides impliquant la
suppression d’un acide aminé (Phe 508).
La maladie est autosomale (chromosome 7) récessive : les individus malades
présentent les 2 allèles mutés.

2- Les échelles de phénotype
Doc 1 p280
Le phénotype macroscopique comprend de nombreuses altérations
physiologiques telles que l’obstruction des poumons et bronches par un mucus épais
mais également une insuffisance hépatique, digestive et une stérilité.
Le phénotype cellulaire correspond à la sécrétion d’un mucus épais dans tous
les tissus touchés (bronches notamment).
Au niveau moléculaire, la protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane
conductance Regulator) est un canal à ions chlore. Son absence à la membrane
plasmique des cellules empêche l’extrusion du chlore qui est normalement utilisé pour
fluidifier le mucus des bronches, pour former l’HCl nécessaire à la digestion …
Doc 2 p280

3- Le dépistage et la mesure du risque
L’étude d’un arbre généalogique permet de prévoir le risque de transmission de
la maladie.
Doc 4 p281
Le risque pour l’enfant III4 (arbre 1) est de 1/4. Sachant que ses parents ont un
enfant malade (homozygote), les parents sont hétérozygotes tous les 2. Ils ont une
chance sur 4 d’avoir un enfant homozygote malade.
Le risque pour l’enfant III7 (arbre 2) nécessite de connaître la probabilité que II9
soit porteur. Dans la population, on sait que le risque d’être hétérozygote est de 1/32.
L’autre parent (II8) donnera forcément l’allèle malade. L’enfant III7 a donc 1 chance
sur 32 d’être malade.

4- Les traitements et les espoirs
On limite les effets de la maladie en agissant sur des paramètres du milieu.
Ainsi, les traitements ont pour objectif de limiter les conséquences de la
mucoviscidose :
- Kinésithérapie (désobstruction des bronches)
- Nébulisation (traitement médicamenteux dans les bronches)
- Oxygénothérapie
- Régime hypercalorique et hygiène stricte
- Greffe de poumons
La thérapie génétique constitue un espoir de correction de la maladie dans les
cellules pulmonaires atteintes.
Doc 3 & 4 p283

II. Une altération du génome peut conduire au cancer
TP1 – La cancérisation, un processus complexe et multifactoriel
1- Caractéristiques des cellules cancéreuses
Les cellules cancéreuses se forment à la suite d’une ou plusieurs mutations
somatiques. Les cellules cancéreuses vont alors avoir différentes caractéristiques :
- Immortalité : la cellule n’est plus sensible à l’apoptose
- Transformation : la cellule permet ses caractéristiques et se dédifférencie
(perte des cils pour les cellules pulmonaires)
- Prolifération : la cellule se divise activement, ce qui induit le développement
d’un massif cellulaire anarchique : une tumeur
- Mobilité : après un certain stade, certaines cellules cancéreuses deviennent
mobiles : il s’agit des métastases.
2- Origine génétique des cancers
Le développement des cancers est très souvent associé à la mutation du gène
P53 (chromosome 7). Les études épidémiologiques montrent que :
- P53 est muté dans plus de 50% des cancers
- 6 codons correspondent à 30% des mutations : codons 175, 245, 248, 249,
273 et 282 (zone centrale de la protéine : qui se lie à l’ADN)
- dans les hépatocarcinomes, plus de 80% des mutations sont regroupées au
niveau du codon 249 (position 747).
Doc 3 p287
La protéine P53 est capable de se lier à l’ADN aux endroits présentant des
anomalies. Son expression permet de supprimer les tumeurs (gène suppresseur de
tumeurs).
Doc 1 p288
D’autre part, il existe d’autres gènes qui peuvent être impliqués de façon moins
étroite au développement d’un cancer. Posséder une plus ou moins grande quantité de
mutation dans ces gènes augmente le risque de développer un cancer. On parle de
prédisposition génétique.