Les maladies genetiques


 

Ce sont des maladies qui se transmettent de parents à enfants et qui sont inscrites dans notre patrimoine génétique. Elles sont provoquées par une anomalie d’un gène donné , anomalie qui est reproduite dans la protéine qu’il code, la rendant inapte, inexistante ou peu fonctionnelle. Il en découle des problèmes plus ou moins importants. Elles sont aussi provoquées par une anomalie chromosomique : perte d’un chromosome ou au contraire doublement du stock, perte ou rajout d’un bout de chromosome, c’est le cas du syndrome de Down ou trisomie 21.

Qu’est-ce exactement ?

Notre patrimoine génétique se situe dans nos chromosomes, constitués principalement d’ADN, la molécule porteuse des gènes.

L’ADN est une succession de molécules qu’on appelle des bases : l’Adénine (A) la Thymine (T), la Guanine (G) et la Cytosine (C). L’enchaînement de ses bases, détermine le code génétique .



 

Lors de l’expression d’un gène ( le corps fabrique la protéine correspondant au gène),l’ADN est recopié en ARN messager. C’est l’ARN messager que le ribosome « lit ». Il va lire les bases trois par trois. Trois bases forment un codon et un codon correspond à un acide aminé (constituant des protéines). Le ribosome se fixe au début du gène et lit trois bases Par exemple, le codon TTA code pour la l’acide aminé Leucine ainsi que le codon TTG ou TCT, il va prendre l’acide aminé correspondant puis glisse et lit trois autres bases (le codon suivant) . Il va alors accrocher la protéine correspondante à la première et va procéder ainsi jusqu »à la fin du gène qui se repère toujours par un codon spécifique ATG. Lorsque le ribosome rencontre un codon ATG, il se détache le l’ADN, la protéine est terminée. Les deux schémas suivants illustrent cela.

SCHEMA 1 : on voit un ribosome lire l’ARN messager et « fabriquer ainsi la protéine correspondante.



 

SCHEMA 2 : on voit le passage de l’ADN à l’ARN messager qui est « lu » par les ribosomes et la correspondance des codons avec les acides aminés pour lesquels ils codent.



 

Lorsque les cellules se multiplient, ou lorsque nous fabriquons nos ovules ou nos spermatozoïdes, nos cellules recopient tout l’ADN afin d’en fabriquer un stock pour la nouvelle cellules. Des erreurs de copie se font à ce moment là. Nous avons un système de réparation mais entre deux brins d’ADN différents (l’original et la copie avec erreur) il en choisit un au hasard (le « bon » ou le « mauvais ») et répare l’autre. Il y a donc formation d’un « nouveau » gène, différent de l’original. Ce phénomène explique aussi la théorie de l’évolution.

Conséquences des mutations et exemples. 

Trois cas de figure se présentent quand on a une mutation dans un gène

1-Cela ne change rien

Là encore trois cas de figure

-la protéine est la même. Pour un acide aminé donné, il existe plusieurs codons.

Par ex : pour la Leucine, il y a 6 codons différents : TTG, TTA, TCT, TCA, TCG, TCC. Ainsi, si le codon TTG est modifié en TTA, il code toujours pour la Leucine et la protéine n’est pas modifiée. Les triplets AAC, GAA, GAG et GAC désignent la leucine, les triplets TCA et TCG, la sérine….

Le gène présente une différence mais la protéine, elle, n’est absolument pas touchée

-l’acide aminé modifié n’est pas important., il est là pour faire du volume, n’a pas une fonction importante dans la protéine et est remplacé par un autre acide aminé sans encombres. Il peut arriver aussi que l’acide aminé soit remplacé par un autre qui remplit la même fonction : la protéine est différente mais elle a la même activité.

-la mutation ne touche pas une région codante, c’est à dire une partie qui code pour une protéine. Il n’y a donc pas de conséquences à cette mutation

Dans tous ces cas de figure qui sont les plus nombreux, il n’y a pas de conséquences pour les individus. C’est grâce à cette variabilité que l’on appelle polymorphisme que sont possibles les recherches de paternité ou les identifications de coupables par la génétique.

2-Cela apporte un bénéfice

La nouvelle protéine « mutante » est plus efficace et apporte un avantage à celui qui la porte

3-Cela entraîne une maladie génétique

La mutation altère les fonctions de la protéine  Ces modifications sont de trois sortes :

substitution, c'est à dire remplacement d'un nucléotide par un autre

délétion, c'est à dire suppression d'un ou de plusieurs nucléotides

insertion, c'est à dire addition d'un ou de plusieurs nucléotides.

Les délétions sont d'importance variable selon leur longueur :

de 1 ou 2 nucléotides, elles décalent le cadre de lecture (codons)

de 3 nucléotides, elles aboutissent à la suppression d'un acide aminé dans la protéine exprimée

de grande longueur, elles peuvent supprimer l'expression d'un ou de plusieurs exons, voire d'un gène entier.: Les délétions sont d'importance variable selon leur longueur :

-changement d’acide aminé : le nouvel acide aminé confère à la protéine une propriété qui la rend non-fonctionnelle

EX : la drépanocytose(anémie falciforme ou encore béta-thalassémie),

La cause de la maladie est une substitution de l'adénine A par la thymine T dans le codon 6 du gène de la b-globine entraînant la substitution d'une valine par un acide glutamique dans la chaîne protéique. Cette altération de la protéine provoque une déformation du globule rouge en forme de faucille.

Met-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys-Ser……Début de la protéine « saine »

Met-Val-his-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys-Ser Début de la protéine « malade »

La mucoviscidose

La localisation du gène dans le chromosome 7 a été démontrée grâce aux techniques de biologie moléculaire. Le gène a été identifié en 1989. Le produit du gène, dénommé protéine CFTR, joue un rôle fondamental dans la régulation des canaux chlore. Le dérèglement de cette protéine de 1480 acides aminés participe à l'anomalie du mucus bronchique, pancréatique et intestinal. La principale mutation est la: perte d'un acide aminé (phénylalanine) en position 508 d'où le nom de mutation Delta F 508 (70 % des cas en France). D'autres mutations sont possibles et connues (environ 800).

-raccourcissement de la protéine

Le changement d’une base, forme un codon stop (ATG, ATA, GTA) en plein milieu de ce qui était la protéine d’origine. Elle se retrouve plus ou moins tronquée.

Dans le cas d’une anomalie chromosomique

Traitons par des exemples

1-Ajout ou perte d’un chromosome

Lors de la méiose (événement de duplication d’une cellule reproductrice à 2n pour donner 4 gamètes à 1n) une cellule fille récupère les deux chromosomes de la cellule mère, l’autre cellule fille n’a pas d’exemplaire de ce chromosome.

Cas de la trisomie 21, où : un gamète (ovocyte ou spermatozoïde) qui a deux chromosomes 21 est fécondé par un gamète avec 1 chromosome 21 : au final, 3 chrom 21 d’où le nom de trisomie.

 
 

Exemples d' augmentation du   nombre de chromosomes:
  Trisomie 21 : présence d'un chromosome 21 supplémentaire,   responsable du syndrome de Down. Un enfant sur 700 présente une trisomie 21

 

 



 

L’embryon qui pourrait être issu d’une cellule sexuelle sans le chromosome 21 n’est pas viable, il semble que la monosomie 21 n’amène pas d’enfant à terme.

La maladie de Klinefelter : maladie chromosomique, elle est caractérisée chez l'homme par 47 chromosomes au lieu de 46. En effet, la paire d'hétérosomes, ou chromosomes sexuels comporte deux chromosomes X et un chromosome Y. L'individu est mâle mais stérile.

Trisomie 18 : Présence d'un chromosome 18 surnuméraire touchant 1 sur 8000 naissances environ

Exemple d’une perte du nombre de chromosomes :

Le syndrome de Turner :maladie chromosomique caractérisée par une monosomie au niveau de la paire de chromosomes sexuels. En effet la personne atteinte ne possède qu'un chromosome X, est une femme, mais stérile.

2- translocation

Un chromosome entier ou une partie de chromosome vient se coller sur un autre

 
 

Exemple d'une modification   de structure :
  Translocation équilibrée entre un chromosome 13 et un 14. Les porteurs sont   normaux mais peuvent avoir des difficultés à avoir des enfants. Il y a un   porteur pour 500 individus.

 

 



 

3-deletion 

Chaque chromosome possède un bras long appelé "q" et un bras court appelé "p", ces bras sont réunis entre eux par le centromère. Une micro délétion est la perte d'un tout petit segment de chromosome.

Maladies de l’ADN mitochondrial

Des anomalies de l’ADN présent dans des structures nichées au cœur des cellules, nommées mitochondries, sont responsables de diverses maladies et peut-être des pathologies de la vieillesse. Les mitochondries sont des organites présents dans le cytoplasme des cellules et qui sont « de petites usines à « énergie » Non présentes généralement dans les spermatozoïdes, elles se transmettent donc de mère à enfant.

Sources et site à visiter :

http://www.science-generation.com/biommala.xml

http://perso.club-internet.fr/geg47/index.html

Et pour les maladies orphelines :

Ce sont des maladies rares, souvent génétiques et pour lesquelles on n’a pas trouvé la cause. Leur extrême rareté fait qu’il n’y a pas beaucoup de travaux de recherche à leur sujet d’où le nom de « maladies orphelines ».

http://orphanet.infobiogen.fr/

http://www.ela-asso.com/ (au sujet des leucodystrophies)

http://www.provnet.fr/vml/fr/accueil.htm (au sujet des maladies lysosomales)

à suivre: dossier sur la transmission des maladies génétiques.