La génétique humaine

1. La génétique humaine

2. Les caractères humains peuvent être suivis par les pedigree familiaux L'hérédité suit les lois de Mendel et les règles de probabilités.

3. Exemple de la surdité héréditaire. Dd Joshua Lambert Dd Abigail Linnell D_ JohnEddy ? D_ HepzibahDaggett ? D_ Abigail Lambert ? dd JonathanLambert Dd Elizabeth Eddy Dd Dd dd Dd Dd Dd dd Female Male Deaf Hearing

4. Un autre exemple de pedigree

5. Les différents types de transmission des caractères Autosomal récessif Autosomal dominant

6. Récessif - Liaison au sexe

7. Beaucoup de maladies génétiques sont liées à un seul gène. • La plupart sont récessives. • mucoviscidose, anémie falciforme, … • Certaines sont dominantes • achondroplasie, chorée de Huntington,…

8. S S S s Ss s S s ss Les maladies héréditaires Surdité héréditaire: Un couple normal a un enfant sourd. Que peut-on conclure du génotype des parents ? De l'enfant ? S ==> normal s ==> sourd s

9. En Occident, 1 personne sur 20 est porteuse d'un gène anormal récessif responsable de la mucoviscidose. Quel serait le génotype de parents ayant un enfant atteint de cette maladie (F = normal et f = fibrose kystique)? Tous les deux Ff Quelle est la probabilité d'avoir un enfant atteint si les deux parents sont porteurs (Ff)? 1/4 Quelle est la probabilité qu'un enfant naisse avec cette maladie? 1/20 x 1/20 x 1/4 = 1/1600

10. C c Cc c cc Cc c cc La chorée de Huntington Homme atteint = Cc Femme normale = cc C = anormal c = normal

12. Détermination du sexe

13. (male) (female) Parents’diploidcells X Y Male Sperm Egg Offspring(diploid) Le déterminisme du sexe.

14. 2 chromosomes X C'est elle ! Est-ce un garçon ou une fille ?

15. et 1 chance sur 2 d'avoir une fille : À chaque enfant, il y a donc 1 chance sur 2 d'avoir un garçon ...

16. Hérédité liée au sexe Le chromosome Y ne porte presque plus de gènes fonctionnels (presque tout le chromosome est dégénéré et ne sert à rien). On y retrouve un gène induisant la formation des testicules au cours du développement embryonnaire = gène sry

17. Ex daltonisme : Daltonisme dû à un gène anormal récessif "d" lié au sexe. Génotype d'un homme daltonien = XdY Les gènes présents sur le chromosome X n'ont pas d'allèle sur le Y. Ces gènes sont uniques chez l'homme (XY), mais en double chez la femme (XX) = gènes liés au sexe. Chez un homme, si un de ces gènes est anormal, l'homme sera anormal.

18. Homme normal : XDY Homme daltonien = XdY Quel serait le génotype d'une femme normale? XDXD ou XDXd Une femme peut-elle être daltonienne? Oui, si elle est XdXd Un homme pourrait-il posséder le génotype XdYd ? Quel serait le génotype de la mère d'un homme daltonien dont les parents ont une vue normale? XDXd

19. Père normal (XDY) Mère normale (XDXd)

20. Père XDY Mère XDXd Xd XD XD Y XdY Garçon daltonien Deux parents dont la vision est normale peuvent-ils avoir: a) Un garçon daltonien ? Oui, si la mère est XDXd XDXd XDXD XDY b) Une fille daltonienne? Non. Ils ne peuvent pas avoir une fille XdXd.

21. Xd XD XD XdY Y Garçon daltonien Une femme a une vision normale, mais son père était daltonien. Peut-elle avoir des enfants daltoniens (son conjoint a une vision normale)? La femme est normale porteuse XDXd(elle a reçu un Xd de son père) Son conjoint: XDY XDXd XDXD XDY Probabilité = 1/4

22. Autres anomalies liées au sexe: • Diabète insipide • Dystrophie musculaire • Faculté de sentir l'acide cyanhydrique • Un type de maladie de Parkinson • Maladie d'Addison • Hémophilie

23. L'hémophilie des familles royales d'Europe. QueenVictoria Albert Alice Louis Alexandra CzarNicholas IIof Russia Alexis

24. L'hémophilie

25. Allèles multiples et détermination du groupe sanguin Un gène peut exister sous plus de 2 formes (allèles) différentes. Ex. le gène déterminant le groupe sanguin existe sous 3 formes alléliques différentes: • Allèle A • Allèle B • Allèle O

28. Groupe A (41%) Groupe B (9%) Groupe AB (3%) Groupe O (47%) Une personne ne peut porter que 2 de ces allèles (un sur chacun de ses deux chromosomes 9). A est codominant avec B et ils dominent tous deux O: A=B > O Une personne peut être: • AA • AO • BB • BO • AB • OO

29. Oui, si l'homme est AO et la femme BO Un homme de groupe A et une femme de groupe B peuvent-ils avoir un enfant de groupe O? Un homme de groupe AB peut-il être le père d'un enfant de groupe O si la mère est O?

30. Donnez tous les groupes sanguins que peut avoir un père quand: La mère est A et l'enfant B ? B ou AB L'enfant et la mère sont O ? A, B ou O

31. Le Rh (+ ou -) est déterminé par une paire d'allèles situés sur une autre paire de chromosomes. • Allèle R (dominant) détermine la présence de la protéine Rh (Rh+). • Allèle r (récessif) détermine l'absence de la protéine Rh (Rh-) RH+ (85% de la population) = RR ou Rr RH- (15% de la population) = rr Quel serait le génotype d'un homme O positif (O+)? OO RR ou OO Rr

32. Ovule à 24 chromosomes Ovule à 22 chromosomes Aberrations chromosomiques Lors de la méiose, il peut arriver qu'une paire de chromosomes homologues ne se séparent pas. Les deux homologues migrent dans le même gamète.

33. Préparation d'un caryotype Fixative Packed red And white blood cells Hypotonic solution Blood culture Stain White Bloodcells Centrifuge 3 2 1 Fluid Centromere Sisterchromatids Pair of homologouschromosomes 4 5

34. L'embryon ne se développe pas. Pourquoi? Ces gamètes peuvent être viables et être fécondés.

35. XXY : Homme avec le syndrome de Klinefelter (peut aller jusqu'à XXXXXY) • Un cas sur 2000 environ. • Bras et jambes généralement allongés de façon disproportionnée. • Testicules peu développés ne produisant pas de spermatozoïdes. • Parfois présence de légers caractères sexuels secondaires féminins (seins apparents, hanches larges) • Intelligence normale, mais on note parfois des difficultés d'apprentissage.

36. XXX = trisomie X • Femme normale physiquement et mentalement. • De nombreux cas ne sont probablement pas diagnostiqués. XX = mâle XX

37. XO = femme affligée du syndrome de Turner • Un cas sur 5000. • La plupart du temps l'embryon ne parvient pas à terme • Petite stature, faciès caractéristique, corps massif et trapu, thorax large, cou court, seins peu développés et très écartés. • Deux replis de peau joignent les épaules et la tête (cou à l'aspect triangulaire). • Ovaires sclérosés, non fonctionnels (stérilité et absence de menstruations). • Intelligence normale, mais on note parfois des troubles d'apprentissage et d'orientation.

39. La non disjonction peut aussi affecter les chromosomes 21, 18 et 13 Trisomie 21 • Petite stature. • Tête large et courte. • Cou court. • Nez plat. • Petites oreilles présentant de curieux replis. • Mains courtes. • Palais étroit. Incidence proportionnelle à l'âge de la mère.

40. La probabilité de donner naissance à un enfant trisomique dépend de l'âge de la mère.

41. Trisomie 18

42. Le dépistage des anomalies chromosomiques Amniocentèse

43. Biopsie des villosités choriales

44. Génie génétique et applications.

45. Du gène à la protéine

46. Du gène à la protéine Gene 1 Gene 3 DNA molecule Gene 2 DNA strand TRANSCRIPTION RNA Codon TRANSLATION Polypeptide Amino acid Figure 10.7

47. Le code génétique

48. Un petit exercice de traduction… Transcribed strand DNA Transcription RNA Startcodon Stopcodon Translation Polypeptide

49. Les mutations • MUTATIONS GÉNIQUES : • Changement héréditaire survenant dans un gène. • MUTATIONS CHROMOSOMIQUES • DÉLÉTION : perte d’une région chromosomique • DUPLICATION : doublement d’une région chromosomique • INVERSION: « retournement » d’une région chromosomique • TRANSLOCATION (RÉCIPROQUE) : recombinaison entre 2 chromosomes non homologues • MUTATIONS GÉNOMIQUES • POLYPLOÏDIE : changement du nombre de chromosomes portant sur le lot complet de chromosomes • Autopolyploïdie : Nombre de copies de chromosomes supérieur à la normale (3n, 4n, …) • Allopolyploïdie : Fusion de cellules menant à la mise en commun de 2 ou plusieurs génomes possédant des chromosomes homéologues • ANEUPLOÏDIES : changement du nombre de chromosomes portant sur un ou 2 chromosomes • Monosomie: 2n-1 • Trisomie: 2n+1

50. Les mutations géniques • SILENCIEUSE : • TCC------->GCC • AGG------>CGG • Arg-------->Arg • NEUTRE: • TTT------->TCT • AAA------>AGA • Lys------->Arg • FAUX-SENS : • AGG------>ACG • UCC------>UGC • Ser-------->Cys • NON-SENS : • GTC------>ATC • CAG------>UAG • Gln-------->Stop ou non-sens • DÉCALAGE DE PHASE DE LECTURE (FRAMESHIFT) • AGC GTA GCA TAA CAT • UCG CAU CGU AUU GUA • Ser His Arg Ile Val • AGC GTA AGC ATA ACA T • UCG CAU UCG UAU UGU • Ser His SerTyrCys • RÉVERSION • Phénotype mutant à phénotype sauvage par mutation inverse (élimination de la 1° mutation) • Réversions exactes • Réversions équivalentes • SUPPRESSION • Phénotype mutant à phénotype sauvage par une 2° mutation qui compense les effets de la 1° mais ne l’élimine pas