Transmission verticale d’un gèneLa Méiose2N Réplication et recombinaison homologueSégrégation aléatoire des chromosomes homologuesRéplication (4N)Cours n°4Marc Prudhomme1ère division 2 x 2NScission du centromère2ème division 4 x NTransmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gèneA qui a-t-on affaire ?Biosynthèse d’un pigmentPlante ChampignongèneEucaryote sup (plantes, animaux, ...)2N2Nméiose enzymePigmentSubstrat NFécondation MéioseNfécondationfécondationN 2N 2NEucaryote inf (champignons, ...)méioseNTransmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gèneNotion de gain et perte de Qu’entend-on par relation fonction chez l’hommedominance/récessivité ?Se définit toujours par rapportà un phénotype bien précisOrganisme 2NUne perte de fonction est associée à des mutations inactivant la fonction du gène (souvent cet allèle mutant est récessif/allèle fonctionnel)Quand on a 2 formes alléliques différentes d’un même gène dans un organisme, c’est-à-dire en contexte hétérozygote, Cas des haplo-insuffisances : quel phénotype observons-nous ?ex: diabète de type MODY (maturity onset diabete of young)hypercholestérolémie familialeRq: en général l’homozygote présente une maladie plus sévère..Un gain de fonction est associé à une modification du gène lui apportant une(des) fonction(s) nouvelle(s)Recessif DominantEx : activation constitutive du gène ABL…cf cours thématique cancer…Transmission verticale d’un gène ...
Transmission verticale d’un gène
La Méiose
2N
Réplication et recombinaison homologue
Ségrégation aléatoire des
chromosomes
homologues
Réplication (4N)
Cours n°4
Marc Prudhomme
1ère division 2 x 2N
Scission du centromère
2ème division 4 x N
Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
A qui a-t-on affaire ?
Biosynthèse d’un pigment
Plante Champignon
gène
Eucaryote sup (plantes, animaux, ...)
2N
2N
méiose enzyme
Pigment
Substrat
N
Fécondation Méiose
N
fécondation
fécondation
N 2N 2N
Eucaryote inf (champignons, ...)
méiose
NTransmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
Notion de gain et perte de
Qu’entend-on par relation
fonction chez l’homme
dominance/récessivité ?
Se définit toujours par rapport
à un phénotype bien précis
Organisme 2N
Une perte de fonction est associée à des mutations inactivant la
fonction du gène (souvent cet allèle mutant est récessif/allèle fonctionnel)
Quand on a 2 formes alléliques différentes d’un même gène
dans un organisme, c’est-à-dire en contexte hétérozygote,
Cas des haplo-insuffisances :
quel phénotype observons-nous ?
ex: diabète de type MODY (maturity onset diabete of young)
hypercholestérolémie familiale
Rq: en général l’homozygote présente une maladie plus sévère..
Un gain de fonction est associé à une modification
du gène lui apportant une(des) fonction(s) nouvelle(s)
Recessif Dominant
Ex : activation constitutive du gène ABL…cf cours thématique cancer…
Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
Le critère d’observation définit la
La ségrégation monogénique
dominance d’un allèle
Historique : 1865 Mendel
Génotype Maladie Forme de l’hématie
HbA/HbA Pas d’anémie normale
Les raisons du succès:
HbS/HbS Anémie sévère Normale +faucille
Choix du matériel
Pas d’anémie
HbS/HbA
Rigueur des observations (qualitatives et quantitatives)
Conclusions
HbA dominant
?Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
Les phénotypes observés
La réalisation des croisements
Illustration: Genetic Analysis; 9 Illustration: Genetic Analysis; 10
Griffiths, Miller, Suzuki, Lewontin Griffiths, Miller, Suzuki, Lewontin
Gelbart; Gelbart;
Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
L’analyse
Les résultats..
Forme du pois Couleur du pois Couleur de la fleur
En F1, un seul caractère est présent. Pourtant le caractère
absent est conservé puisqu’on le retrouve en F2.
Parent x x x
Mendel introduit la notion de dominance et de récessivité.
F1
Forme Couleur Couleur
du pois du pois de la fleur
dominant
F2 5474 6022 705
1850 2001 224
récessif
3.15 : 1
Rapport 2.96 : 1 3.01 : 1Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
Formulation de la
Analyse du rapport 3 : 1
ségrégation monogénique
x j//j x J//J
2N
Couleur du pois
Phénotype de
méiose
Autofécondation
la descendance
xx
P
100% 100%
N j/ J/
519 166 100% fécondation
2N j//J
F1
353 31:
méiose
et
50% j/ 50% J/
N
F2
fécondation
60226022 tous 100%
Fécondation 1/2 1/2
J/ j/
60226022
2N
20012001
1/2
J/
3 : 1
20012001
1/4 1/4
3.01 : 1 1/4 1/4
1 : 2 : 1
1/2
3: 1 j/
Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
La lignée pure Le Test cross
Comment obtient-on des lignées pures pour un caractère ?
2N x
La clé: l’autofécondation ou les croisements consanguins j//J j//j
Génération
AA Aa aa méiose
tous
N 50% j/ et 50% /J j/
0 100
fécondation
Fécondation
j/
rapport
1 25 50 25
2N
1
J/
2 37.5 25 37.5
:
j/
1
3 43.75 12.5 43.75
Le moyen de « visualiser » la fréquence des gamètes
4 46.875 6.25 46.875
produits par l’hétérozygote au travers des phénotypes
de la descendance.Transmission verticale d’un gène
Ségrégation monogénique
Nomenclature pour l’analyse de
généalogie humaine
[A] [a]
P
A/A x a/a
Test cross
F1 A/a A/a x a/a
F2 = F1xF1 1:A/A 2: A/a 1: a/a 1: A/a 1: a/a
A > a 3[A] 1[a] 1[A] 1[a]
A < a 1[A] 3[a] [a]
A co-dom. a 1[A] 2[N] 1[a] 1[N] 1[a]
Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
Fréquence allélique et
Génétique médicale
polymorphisme
L’apparition d’un phénotype malade dans une
Capacité à détecter par le goût de la phénylthiocarbamide
descendance d’individus sains peut révéler une
transmission mendélienne d’anomalie récessive.
Le polymorphisme est très répandu dans une population et les
morphes sont souvent liés à une transmission mendélienne.
Du fait du faible échantillonnage de descendants, on
La fréquence allélique varie suivant la population étudiée. Son
ne retrouve pas souvent des rapports mendéliens. estimation est une aide précieuse pour établir les génotypes dans
une généalogie. Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
Fréquence de maladies
Les maladies héréditaires.
héréditaires
6 à 7000 maladies génétiques et 5 nouvelles sont décrites
chaque semaine dans la littérature médicale. Scan fréquence p483 15-1
Plus de 500 maladies héréditaires récessives répertoriées
rares.
Accès info:
http://www.infobiogen.fr
http://orphanet.infobiogen.fr/
http://www3.ncbi.nlm.nih.gov/Omim/
Les unions au sein de certains groupes ethniques ont
pour effet d’augmenter la fréquence d’homozygotes
Transmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
Fréquence de la maladie et fréquence
Fréquence de la maladie et fréquence des
des allèles responsables dans une
allèles responsables dans une population
population
Si on admet que les mariages dans la population se font de manière
parfaitement aléatoire alors cela équivaut à l’union aléatoire des gamètes
sur l’ensemble de la population.
Aaaa
AA
Population
gamètes
Individu fréquence
2
AA p
A a A p
Fréquence allélique
pq+=1
A p
a q Aa pq
La fréquence d’une maladie liée à un allèle récessif correspond à la fréquence des
individus homozygotes récessifs.
A p
aA qp
a q
Anémie falciforme, 1/400 population noire américaine
2
a q
aa q
soit 1/400 de HbS/HbS
soit de HbA/HbS
principe d’Hardy-WeinbergTransmission verticale d’un gène Transmission verticale d’un gène
Mutations récessives létales
La fréquence des accidents
génétiques
Ex : chez la Souris
Conceptions
100
Isolement de souris au pelage jaune
Avortements
[ J] x [ G]
spontanés
15
Naissances
1 [ J] : 1 [G]
85 La souris jaune est hétérozygote
[ J] x [ J]
Anomalies Morts
Mutations géniques
chromosomiques périnatales
(dominantes, récessives)
2 [ J] : 1 [G]
0.5 1.7
1
(Sankaranarayanan, mutation research 61, 1979)
Transmission verticale d’un gène
Mutations récessives létales
[ J] x [ J]
jg
2 [ J] : 1 [G]
[ J ]
j
jg x jg
[ J ]
[ G ]
g
Le croisement entre 2 hétérozygotes comportant un allèle
récessif létal modifie les rapports mendéliens de la
descendance du fait de l’absence de la descendance
homozygote comportant l’allèle létal.