Génétique humaine
L'étude de la transmission des caractères héréditaires et surtouts des maladies et des anomalies héréditaires chez l'espèce humaine est basée sur l'analyse des arbres généalogiques (pedigrees), sur l'analyse des caryotypes et sur les nouvelles techniques de la biologie moléculaire: analyse d'ADN, activité enzymatique, cartographie génétique, caryotype spectral....
L'analyse d'ADN
Grâce à la technique de l'électrophorèse il est possible de repérer les allèles normaux et les allèles mutés chez un sujet et de préciser son génotype et son phénotype.
Exemple
Dans le but de préciser le mode de transmission d'une maladie héréditaire, on a réalisé l'analyse d'ADN grâce à la technique de l'électrophorèse, chez certains membres d'une famille dont S1 et S2 sont respectivement une fille et un garçon atteints. les résultats sont présentés le document suivant.
Exploitation des résultats
L'allèle de la maladie est-il dominant ou récessif?
♦ La fille S1 est atteinte et elle possède uniquement l'allèle A2, donc l'allèle A2 est un allèle muté.
♦ Le garçon S2 possède l'allèle normal: A1 et l'allèle muté:A2 (il est hétérozygote) et il est atteint, donc l'allèle muté A2 s'exprime, il est donc dominant: Donc l'allèle responsable de la maladie est dominant:
A1: Allèle normal récessif
A2: Allèle muté dominant
A2 > A1
Le gène qui contrôle cette maladie est-il autosomal ou lié au sexe?
Hypothèse n°1: Le gène est lié à Y
Si le gène est porté par le chromosome Y, toutes les filles doivent êtres saines puisqu'elles ne possèdent pas le chromosome Y or la fille S1 est atteinte. Donc le gène ne peut pas être lié à Y.
Hypothèse n°1: Le gène est lié à X
Si le gène est porté par le chromosome X, tout garçon, doit avoir un seul allèle A1 ou A2, puisqu'il possède un seul exemplaire du chromosome X or le garçon S2 est hétérozygote: possède l'allèle normal et l'allèle muté. Donc le gène ne peut pas être lié à X.
Conclusion
Le gène qui contrôle cette maladie ne peut pas être lié au sexe (ni à X ni à Y) il s'agit d'un gène autosomal: C'est une maladie dominante autosomale.
L'analyse des pedigrees: arbres généalogiques
L'allèle de la maladie est-il dominant ou récessif?
Le gène qui contrôle la maladie est-il autosomal ou lié au sexe?
♦ ♦ La présence d'une fille malade issue d'un couple sain confirme qu'il s'agit d'une maladie recéssive autosomale
♦ ♦ La présence d'une fille saine issue d'un couple malade confirme qu'il s'agit d'une maladie dominante autosomale.
Méthodologie d'analyse dans la génétique Humaine
1er cas
Si les questions de la dominance et de la localisation sont dissociées:
1- L'allèle de la maladie est-il dominant ou récessif?
2- Le gène qui contrôle la maladie est-il autosomal ou lié au sexe?
Réponses:
1- Indiquez en justifiant la réponse, si l'allèle de la maladie est dominant ou récessif. indiquer l'allèle normal et l'allèle muté.
2- Discutez la localisation du gène qui contrôle cette maladie en émettant trois hypothèses:
-- Hypoyhèse n°1: Le gène est lié à Y
-- Hypothèse n°2: Le gène est lié à X
-- Hypothèse n°3: Le gène est autosomal.
Exemple:
1- L'allèle de la maladie est récessif puisque le sujet II2 est atteint issu d'un couple sain I1 et I2. L'allèle muté existe chez les parents mais à l'état caché. Soit le gène (M, m) qui contrôle cette maladie tel que: M: Allèle dominant normal, m: Allèle récessif muté avec M>m2- Hypothèse n°1:Le gène est lié à Y
Si le gène est lié à Y toutes les filles doivent êtres saines puisqu'elles ne possèdent pas le chromosome Y or la fille II2 est atteinte donc cette hypothèse est infirmée.
Hypothèse n°2: Le gène est lié à X
Si le gène est lié à X, Toutes les filles issues d'un père sain doivent êtres saines puisqu'elles héritent l'allèle dominant normal de leur père or la fille II2 est atteinte issue d'un père sain donc cette hypoyhèse est infirmée.
Conclusion: Le gène qui contrôle cette maladie ne peut pas être lié au sexe (ni à X ni à Y) donc il s'agit d'un gène autosomal: Il s'agit d'un gène récessif autosomal.
2ème Cas
Si les questions de la dominance et de la localisation sont associées
1- Discutez la dominance et la localisation du gène qui contrôle cette maladie.
Réponses:
Discuter en même temps la dominace et la localisation du gène en émettant 5 hypothèses:
-- Hypothèse n°1: Le gène est lié à Y
-- Hypothèse n°2: Le gène est récessif lié à X
-- Hypothèse n°3: Le gène est dominant lié à X
-- Hypothèse n°4: Le Gène est récessif autosomal
-- Hypothèse n°5: Le gène est dominant autosomal
Exemple:
hypothèse n°1: Le gène est lié à YSi le gène est lié à Y tous les garçons issus d'un père atteint doivent êtres atteints or II1 est un garçon sain issu d'un père atteint. Donc cette hypothèse est infirmée.
Hypothèse n°2: Le gène est récessif lié à X
Si le gène est récessif lié à X, La fille atteinte II2 doit être homozygote et elle doit hériter un allèle récessif muté de son père malade I1 et un allèle récessif muté de sa mère saine I2 qui doit être hétérozygote ce qui est possible, Donc cette hypothèse est acceptée.
Hypothèse n°3: Le gène est dominant lié à X
Si le gène est dominant lié à X, tous les garçons issus d'une mère saine doivent êtres sains ce qui est vérifié. La fille atteinte II2 doit être hétérozygote puisqu'elle doit hériter un allèle muté dominant de son père atteint I1 et un allèle récessif normal de sa mère saine et homozygote I2 ce qui est possible. donc cette hypothèse est acceptée.
Hypothèse n°4: Le gène est récessif autosomal
Si le gène est récessif autosomal, Les sujet atteints I1 et II2 doivent êtres des homozygotes, I2 saine doit être hétérozygote pour transmettre l'allèle muté récessif à sa fille malade. II1 et II3 sains doivent hériter l'allèle récessif muté de leur père atteint et l'allèle dominant normal de leur mère ce qui est possible. donc cette hypothèse est acceptée.
Hypothèse n°5:Le gène est dominant autosomal
Si le gène est dominant autosomal, I1, II2 et II3 doivent êtres des homozygotes. II2 atteinte doit hériter l'allèle dominant muté de son père malade hétérozygote et un allèle récessif normal de sa mère I2 ce qui est possible. Donc cette hypothèse est acceptée.