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  • EXERCICES DE GENETIQUE ET

    DE GENETIQUE MOLECULAIRE

    PARTIE I

    Ces exercices dapplications de cours ont pour but de prsenter les principales notions de la gntique fondamentale. Ils sont proposs avec un corrig. Quelques mots cls indiquent les points abords par chaque sujet. Polymorphisme et Phnylctonurie 2 Consquences de diverses mutations sur le phnotype, interactions entre gnes et avec lenvironnement Maladies de la coagulation 14 Etudes de pedigrees, calculs de probabilit Dystrophie des ceintures 33 Pedigree, test de complmentation fonctionnelle, diagnostic prnatal Facteur IX 38 Traduction, les mutations et leurs consquences au niveau des protines Diagnostic prnatal de latrophie gyre 43 Test de complmentation fonctionnelle, cellules eucaryotes, diagnostic prnatal Monique MASSELOT Gntique Universit P. et M. Curie, Paris.

  • 2

    Polymorphisme et phnylctonurie Les symptmes cliniques de la phnylctonurie sont une grave arriration mentale et des troubles du caractre. La plupart des sujets atteints de phnylctonurie et non traits, sont victimes d'un retard mental extrmement svre. Le poids du cerveau de ces individus est au-dessous de la moyenne, la mylinisation de leurs nerfs est dfectueuse et leurs rflexes sont hyperactifs. L'esprance de vie des phnylctonuriques non traits est considrablement raccourcie. 50% d'entre eux sont morts l'ge de vingt ans, et les trois quarts l'ge de trente ans. Cette atteinte du cerveau est due l'effet toxique dun excs de phnylalanine (Ph). Cet excs de phnylalanine est d un dficit en phnylalanine hydroxylase qui catalyse la transformation de Ph en Tyrosine (figure 1). La phnylalanine non utilise saccumule. La phnylalanine hydroxylase active qui catalyse la transformation est un homo ttramre qui interagit avec la ttrahydrobioptrine comme cofacteur. Ce cofacteur est recycl cycliquement.

    1) Formes du gne

    Le gne qui code la phnylalanine hydroxylase (PAH) est situ sur le bras long du chromosome 12 (bande 12q23.2). Il est long de 90kbp et contient 12 exons. LARNm mature correspondant fait 2,4kbp. On connat actuellement 463 formes diffrentes (allles) de ce gne, qui entranent ou non des phnotypes modifis.

    Statistiques par type mutationnel Type de mutation No. Reprsentation graphique %

    Faux sens 291 62.85% Dltion 60 12.96% Epissage 52 11.23% Silencieuse 26 5.62% Non sens 24 5.18% Insertion 6 1.30%

    Tableau 1. Rpartition de la plupart des formes allliques du gne PAH.

    Expliquez en quoi consiste chacun de ces types mutationnels. Se dfinissent-ils au niveau de lADN ou dans les consquences au niveau protique ? En conclusion faites un tableau des modifications de lADN et des consquences quelles entranent sur une protine

    En observant la structure du code gntique donnez une mthode pour dterminer ce que la modification dune base pourrait entraner au niveau protique. Prenez comme exemple larginine en considrant les 6 codons possibles.

  • 3

    Parmi les allles du gne PAH on trouve de nombreux cas o Arg (R) est remplac par un autre acide amin (ou un stop=X). Pour une mme position, on peut trouver diffrents AA, dune position lautre les remplaants ne sont pas les mmes (voir tableau 2). Quelles sont les causes de ces diffrences. Dterminez pour chaque cas, le triplet dorigine du brin non transcrit de lADN.

    Position o Arg (R) est trouv dans la squence de lallle de rfrence 176 241 243 252 261 413

    AA trouv cette position chez diffrents allles

    Stop (X) Ph (P) Leu (L)

    Leu (L) Cys (C) His (H)

    Stop (X) Gln (Q) Leu (L)

    Trp (W) Gln (Q) Gly (G)

    Stop (X) Gln (Q) Ph (P)

    Ser (S) Ph (P) Cys (C)

    Tableau 2. Quelques formes allliques du gne PAH.

    2) Phnotype : Influence du milieu

    Un couple a dj un enfant de sexe mle atteint de PKU et g de9ans. La phnylalanine plasmatique atteint un taux suprieur 1000m/l (lorsque lenfant ne suit aucun rgime). Chez le second enfant, la PKU est diagnostique la naissance (par le test de Guthrie ). Ce second enfant est immdiatement soumis un rgime strict qui maintient son taux srique un niveau normal (120m/l). Actuellement le second enfant a 2 ans et demi et prsente un dveloppement normal tant physique que mental alors que son frre de 11 ans prsente un retard mental svre (QI de 30). Ltude gntique des deux enfants a permis de montrer quils taient tous deux porteurs des deux mmes formes mutes pour le gne PAH. (un allle R408W et lautre R252W). Quelle conclusion simpose ? Donnez une dfinition gnrale du phnotype.

    3) Phnotype des mutants de PAH

    Parmi les 463 formes diffrentes du gne PAH on a pu en caractriser quelques unes :31 modifications de la squence protique de lenzyme nentranent aucune modification de lindividu ni de son taux de phnylalanine srique. Parmi les autres formes on distingue 4 cas .

    un taux de Ph srique suprieur la normale mais infrieur 600m/l. Les sujets qui portent de tels allles ne prsentent aucun des signes cliniques de PKU ils ont juste une hyperphnylalaninmie (HPA non PKU) avec une alimentation normale.

    un taux srique qui atteint ou dpasse 1000m/l avec la ncessit dun rgime pour viter les atteintes crbrales

    si la dose journalire tolrable de ph apporte dans les aliments est comprise entre 400 et 600mg/jour la forme de PKU est lgre

    si la dose journalire tolrable de ph apporte dans les aliments est comprise entre 350 et 400mg/jour la forme de PKU est modre

    si la dose journalire tolrable de ph apporte dans les aliments doit tre infrieure 250mg/jour la forme de PKU est classique.

  • 4

    Parmi les allles vus prcdemment certains ont pu tre classs car on disposait de sujets porteurs de la mme mutation sur les deux chromosomes homologues (homozygotes). Le tableau 3 montre les rsultats.

    forme muts phnotype ph srique (sans rgime) tolrance pour phe

    I65T modr fort 608m/1 400 mg/j D129G lger 130m/1 >500 mg/j

    R176L HPA non PKU 119m/l alimentation

    normale R252W classique >1500m/l 1500m/1

  • 5

    4) Etude in vitro

    LADNc de diffrentes formes mutes du gne PAH a t clon dans un vecteur dexpression qui a ensuite t utilis pour transformer des cellules en culture de mammifres. On a ainsi pu tudier le comportement de diffrentes formes allliques dans un mme contexte (la cellule hte). Les rsultats sont homognes pour un allle donn (tableau 4).

    Allle Quantit denzyme dcelable* ARNm

    dcelable* Activit spcifique de

    lenzyme* I65T 26% 100% nd

    R176L 42% nd nd R241C 25% 100% nd R241H 23% nd nd R243Q

  • 6

    La figure 1 montre quen mme temps que la phnylalanine est utilise , une molcule de ttrahydrobioptrine (bh4) lest aussi. Paralllement la dgradation de Ph il existe un cycle de restauration de bh4. Quels sont les gnes qui agissent dans le recyclage de bh4 ? Quelle peut tre laction dune mutation sur un de ces gnes ? Proposez une hypothse pour expliquer les diffrences phnotypiques entre sujets de mme gnotype PAH ? Corrigez votre dfinition du phnotype en fonction de ces nouvelles observations.

    6) Frquence des htrozygotes

    L'incidence de la PKU est d'environ 1/16 000 naissances, ce qui correspond environ 1 htrozygote sur 60 dans la population. On se demande pourquoi des allles muts qui invalident autant les sujets atteints persistent une frquence aussi leve dans la population au lieu dtre progressivement limins. Une hypothse est que les htrozygotes prsenteraient un avantage slectif tel que la rsistance un produit toxique (dans le cas prsent lochratoxine A qui est produite par des champignons). Dans les sicles prcdents, la population qui se nourrissait de pain base de farine produite avec des grains infests par divers champignons tait intoxique par cette mycotoxine et mourait (un certain pourcentage) alors que les htrozygotes porteurs dun allle sauvage et dun allle mut pour PAH rsistaient tous cette intoxication. Donnez le phnotype dun sujet homozygote pour lallle sauvage, ou pour lallle R408W ainsi que de lhtrozygote (un allle sauvage/R408W) en fonction

    de la phnylctonurie de la rsistance lochratoxine

    Dans chaque cas dites ce qui est dominant (cette notion ayant dj tudie dans le secondaire). Dominance / rcessivit vous semble-t-elle une proprit caractrisant lallle ou le phnotype que cet allle confre ? Justifiez votre point de vue.

    Bibliographie

    Base de donnes http://www.pahdb.mcgill.ca E. Kayaalp, E. Treacy, P. J. Waters, S. Byck, P. Nowacki, C. R. Scriver.(1997) Human Phenylalanine Hydroxylase Mutations and Hyperphenylalaninemia Phenotypes: A Metanalysis of Genotype-Phenotype Correlations. Am. J. Hum. Genet. 61:13091317 P. J. Waters, M. A. Parniak, P. Nowacki, C. R. Scriver1(1998) In Vitro Expression Analysis of Mutations in Phenylalanine Hydroxylase: Linking Genotype to Phenotype and Structure to Function. Human Mutation 11:pp4- 17 M. Krawczak , J. Zschocke (2003) A Role for Overdominant Selection in Phenylketonuria? Evidence From Molecular Data. Human Mutation 21:pp394-397

    http://www.pahdb.mcgill.ca/

  • 7

    Figure 1. Utilisation de la phnylalanine et recyclage du cofacteur de la Phe hydroxylase.

  • 8

    Le code gntique Seconde position du codon

    U C A G

    U

    UUU Phe(F) UUC Phe(F) UUA Leu L) UUG Leu(L)

    UCU Ser(S) UCC Ser(S) UCA Ser(S) UCG Ser(S)

    UAU Tyr(Y) UAC Tyr (Y) UAA Stop(X) UAG Stop(X)

    UGU Cys(C) UGC Cys(C) UGA Stop(X) UGG Trp(W)

    U C A G

    C

    CUU Leu(L) CUC Leu(L) CUA Leu(L) CUG Leu(L)

    CCU Pro(P) CCC Pro(P) CCA Pro(P) CCG Pro(P)

    CAU His (H) CAC His (H) CAA Gln (Q) CAG Gln (Q)

    CGU Arg (R) CGC Arg (R) CGA Arg (R) CGG Arg (R)

    U C A G

    A

    AUU Ile (I) AUC Ile (I) AUA Ile (I) AUG Met(M)

    ACU Thr(T) ACC Thr(T) ACA Thr(T) ACG Thr(T)

    AAU Asn (N) AAC Asn (N) AAA Lys (K) AAG Lys (K)

    AGU Ser (S) AGC Ser (S) AGA Arg (R) AGG Arg (R)

    U C A G

    Premire position

    du codon (ext 5)

    G

    GUU Val(V) GUC Val(V) GUA Val(V) GUG Val(V)

    GCU Ala(A) GCC Ala(A) GCA Ala(A) GCG Ala(A)

    GAU Asp (D) GAC Asp (D) GAA Glu (E) GAG Glu (E)

    GGU Gly (G) GGC Gly (G) GGA Gly (G) GGG Gly (G)

    U C A G

    Troisime position

    du codon (ext 3)

  • 9

    Corrig : Polymorphisme et phnylctonurie Si la phnylalanine nest plus mtabolise il y a accumulation de ce produit des doses toxiques pour le dveloppement du systme nerveux central.

    1) Formes du gne

    On peut remarquer la trs grande diffrence de taille entre le gne gnomique (90kbp) et lARNm mature (2,4kbp) qui montre que la majeure partie du gnome humain nest pas codante pour des protines. Dfinition des diffrents types de mutations. Toutes ces mutations ne modifient que trs localement la squence du gne. Il faut les distinguer des remaniements plus importants qui pourraient entraner la disparition complte du gne. faux sens : un changement de base qui provoque un changement dacide amin dans la protine. dltion : une ou plusieurs bases perdues. Deux cas sont distinguer

    1. le nombre de bases perdu est multiple de 3, la protine perd un ou plusieurs acides amins mais la squence de part et dautre de la mutation reste inchange.

    2. le nombre de bases nest pas multiple de 3, partir du point de la mutation la lecture se fait de faon dcale (dcalage du cadre de lecture). Trs rapidement, on va rencontrer un codon non sens. La protine est raccourcie et son extrmit COOH terminale est totalement modifie

    pissage : Lors de la maturation de lARNm pour permettre sa migration du noyau vers le cytoplasme, un site dpissage est modifi, tout ou partie de lARNm est alors piss anormalement provoquant une diminution ou une disparition de la forme active de la protine. silencieuse : le code gntique tant dgnr (plusieurs codons codent un mme acide amin dans la plupart des cas) certaines substitutions de bases (en particulier sur la troisime position du codon) ne modifient pas la protine ni son niveau dexpression. Dans ce cas les porteurs sont sains. non sens : une substitution de base peut transformer un codon qui spcifie un acide amin en un autre auquel ne correspond aucun ARNt adaptateur dAA (codon Stop). Dans ce cas il y a arrt prmatur de la chaine protique. insertion : une ou plusieurs bases ajoutes. Deux cas sont distinguer

    1. le nombre de bases ajoutes est multiple de 3, la protine gagne un ou plusieurs acides amins mais la squence de part et dautre de la mutation reste inchange.

    2. le nombre de bases nest pas multiple de 3, partir du point de la mutation la lecture se fait de faon dcale (dcalage du cadre de lecture). Trs rapidement, on va rencontrer un codon non sens. La protine est raccourcie et son extrmit COOH terminale est totalement modifie.

  • 10

    AGG CCT TTC CGG GAT TTT CCA AGG GGC TTG AAA GCG TAT GGC CAT AGT G Arg Pro Phe Arg Asp Phe Pro Arg Gly Leu Lys Ala Tyr Gly His Ser AGG CCA TTT CCG GGA TTT TCC AAG GGG CTT GAA AGC GTA TGG CCA TAG TGArg Pro Phe Pro Gly Phe Ser Lys Gly Leu Glu Ser Val Trp Pro STOP

    insertion +A

    AGG CCT TTC CGG GAT TTT CCA AGG GGC TTG AAA GCG TAT GGC CAT AGT G Arg Pro Phe Arg Asp Phe Pro Arg Gly Leu Lys Ala Tyr Gly His Ser AGG CCT TTC GGG ATT TTC CAA GGG GCT TGA AAG CGT ATG GCC ATA GTG Arg Pro Phe Gly Ile Phe Gln Gly Ala STOP

    dltion

    Figure 2. Insertion ou dltion dun nombre de bases non multiple de 3 produisent des dcalages du cadre de lecture.

    La rencontre dun codon stop dans un cadre de lecture dcal revient une lecture au hasard (aucune pression de slection na slectionn cette phase de lecture comme codant une protine ncessaire). On peut donc grossirement admettre que les bases se succdent au hasard. Si la frquence des 4 bases est gale (donc 25%), la probabilit dun codon stop est de 3/60 soit de lordre dun sur 20 codons lus.

    tendue de la mutation

    modification au niveau de lADN

    consquence au niveau protique activit protique

    silencieuse :le mme AA protine inchange

    faux sens :AA diffrent

    non sens Stop substitution

    modification dun site dpissage

    insertion /dltion M3=0

    gain ou perte dun ou plusieurs AA

    mutations locales

    insertion /dltion M3=1 ou 2

    dcalage du cadre de lecture avec perte de lactivit protique

    Lactivit protique peut rester inchange,

    tre diminue ou totalement perdue

    dltions perte de la protine active

    translocations

    modification possible du niveau

    dexpression de la protine

    remaniements importants

    insertion dun lment mobile

    perte de la protine active

    Tableau 6. Consquences des mutations de lADN au niveau protique.

  • 11

    Sur le tableau du code gntique, si la troisime base est modifie, les AA possibles sont ceux qui occupent la mme case, si cest la base 1, les AA possibles sont ceux rencontrs dans la mme colonne et si cest la seconde base, on peut avoir comme AAA de remplacement ceux de la mme range. Arg est un acide amin cod par 6 codons rpartis en 2 groupes. AGA AGG CGU CGC CGA CGG 3me base Ser Ser - - - - 2me base Lys

    Thr Ile

    Lys Thr Met

    His Pro Leu

    His Pro Leu

    Gln Pro Leu

    Gln Pro Leu

    1re base Stop Gly

    Trp Gly

    Cys Ser Gly

    Cys Ser Gly

    Stop Gly

    Trp Gly

    Tableau 7. Substitutions possibles dune Arg par substitution dune base. Lexamen de ce tableau permet de conclure que la position 176 avait comme triplet sur le brin dADN non transcrit (qui est identique lARNm en remplaant U par T) CGA comme les positions243 et 261 ;alors quen position 252 on a CGG et en 241 et 413 soit CGC soit CGT. Dans le cas dune substitution sur une des bases dun codon Arg on pourra obtenir 5cas de mutations silencieuses (5 autres codons qui donnent aussi Arg) 1 ou 0 cas de non sens 4 6 cas de faux sens (suivant le codon envisag, voir tableau 1) Ces proportions varient pour diffrents aminoacides (en fonction du degr de dgnrescence). Elles refltent peu prs les proportions globales trouves de mutations silencieuses (5,62%), non sens (5,18%) et faux sens (62,85%). Il faut remarquer que si un AA nest cod que par 2 codons, il y aura proportionnellement plus de possibilits de faux sens.

    2) Phnotype : Influence du milieu

    Les deux enfants ont le mme gnotype pour le gne PAH, par contre la composante alimentaire de leur environnement est radicalement diffrente. Cette diffrence est suffisante rendre compte de la diffrence de leur tat. Un rgime trs strict en doses journalires de ph est connu pour son efficacit thrapeutique dans les cas de PKU. Le phnotype est le rsultat de linteraction du gnotype dun individu pour un gne donn et de lenvironnement dans lequel il est plac.

    3) Phnotype des mutants de PAH

    Les diffrentes mutations ont des consquences diffrentes au niveau de la protine qui peut rester presque aussi active que la forme non mute ou disparatre compltement. Ces diffrences dintensit doivent tre corrles avec la gravit de la maladie. Les dcalages de phase de lecture (ici des dltions non multiples de 3), les erreurs dpissage et les stop prmaturs doivent tre les plus graves au niveau du disfonctionnement protique. Ces types de mutation se rencontrent dans des formes allliques qui confrent la forme classique la plus svre de PKU. La dfinition du phnotype nest pas modifie par ces observations. Il faut cependant noter quun phnotype donn nest pas attach un gne ds linstant o il est mut mais dpend aussi de la mutation, autrement dit de la forme alllique.

  • 12

    4) Etude in vitro

    Il ny a que certaines formes pour lesquelles on dispose la fois des donnes in vivo et in vitro.

    allle HPA quantit de protine quantit dARNm phnotype R176L 42%% nd HPA non PKU R408Q 55% 100% HPA non PKU I65T 26% 100% modr fort

    R261Q 30% 100% modr fort L348V 25% 100% modr fort V388M 15% 100% modr fort R408W

  • 13

    6) Frquence des htrozygotes

    phnotype gnotype phnylctonurique ? rsistant lochratoxine ?

    PAH+/PAH+ non malade sensible PAH+/R408X non malade rsistant

    R408W/R408W malade rsistant gnotype PAH+ > R408W PAH+ < R408W conclusion phnotype [sain] > PKU] [sensible]

  • 14

    Maladies de la coagulation

    La coagulation sanguine provient d'une squence de ractions enzymatiques complexes, trs bien contrles. L'vnement prcis qui dclenche la coagulation reste obscur.

    1) De nombreux cas de dfaut de coagulation ont t dcrits pour lesquels le plasma

    est dficient dans un ou plusieurs des facteurs impliqus dans l'hmostase ( l'exception des ions Ca++ et des phospholipides) voir tableau 1. Leur tableau clinique manque de spcificit. De telles affections sont hrditaires et rares dans la population gnrale : de 10-5 10-6. Pour chaque cas on admettra que le dfaut envisag, lorsqu'il est hrditaire est monognique. Dans tous ces pedigrees, lun ou les deux parents ne sont pas figurs lorsque lon na aucune indication leur sujet. On les suppose alors sains, non apparents la famille et donc issus de la population gnrale.

    Pour les pedigrees A, B,F, rpondre aux questions suivantes : -L'affection est-elle hrditaire? -Rcessivit ou dominance du phnotype mut par rapport au phnotype

    sauvage? -Le gne concern est-il port par le chromosome X ou autosomique? (Lorsque

    le croisement dmonstratif n'existe pas quel est le mode de transmission le plus probable ? ).

    -Quel est le gnotype des individus atteints?

    2) Ds 1947 Pavlovsky montra que le mlange des plasmas obtenus de deux malades

    "hmophiles" pouvait se comporter comme un plasma normal ou anormal suivant l'origine des deux plasmas. Interprtation de ce rsultat. Proposer une mthode de classification des diffrents "hmophiles".

    On a ainsi lucid, au moins en partie, le processus de la coagulation qui est schmatis sur la figure 1.

    De plus on a mis au point le dosage spcifique de certains des facteurs de coagulation. Ceci a permis d'tudier des cas de dficience d'un facteur donn.

    3) Dterminisme de l'expression du facteur VIII Le pedigree C reprsente une famille dont les membres malades ont une dficience en

    Facteur VIII (hmophilie A, la plus frquente : 10-4). Ce facteur fait aussi dfaut chez les individus malades des pedigrees E, F, G et H. L'individu GI-1 est galement le EIII-5 et sa femme GI-2 est la descendante FIII-1. Que peut-on conclure de l'ensemble de ces pedigrees (E+F+G).

    Quel est le mode de transmission de l'hmophilie dans le pedigree H ? Que doit-on penser de l'ensemble de ces rsultats concernant le facteur VIII ?

    4) Dterminisme gntique du facteur XIII Le facteur XIII est compos de deux sous units A et de deux sous units B (A2 B2).

    On se demande si la dficience en facteur XIII est porte par le chromosome X ou par un autosome.

  • 15

    Dans la population australienne on a dcouvert un polymorphisme de la sous unit A du facteur XIII. Le plasma de diffrents individus est soumis une lectrophorse suivie d'une raction colore spcifique du facteur XIII. On obtient la figure suivante : Type II Type I Type III

    Forme 1 +

    Forme 3 Forme 2

    dpart -

    Quelle interprtation peut-on proposer pour chaque type d'individu en admettant que la sous unit A soit code par un gne unique.

    Dans une famille on a tudi la distribution de ces diffrents types (tous les membres de la famille sont en bonne sant) : I

    II type I 1 type II 1

    typeI 2 typeIII

    3 typeI

    4 typeIII

    5 typeIII

    6 typeI

    Que dmontre ce pdigree? Bibliographie Board : Am.J.Hum.Genet. 31 116-124 (1979) FXIII question 4 Hensen , Mattern, Loeliger : Thromb. Diath. Haemorrag. 14 pp 341-345 (1965) FVIII dominant pedigree H Holmberg , Nilsson : Brit.Med.J. 3 pp 317-320 (1972) vWd pedigree A Israels , Lempert , Gilbertson :Lancet 1 pp 1375-1380(1951)pedigreeG Kingsley : Q.J.Med.Oxford 23 pp323-329 ( 1954) F V pedigree B Ratnoff , Bennett : Sci. 179 pp1291-1298 (1973) revue Rapaport et al : Blood 18 pp149-165 (1961) F XI pedigree D Whittaker , Copeland , Graham : Am.J.Hum.Genet. 14 pp149-158 (1962): pdigree C F VII

  • 16

    Pedigree de la famille A:maladie de von Willebrand. Les sujets en noir sont atteints

  • 17

    Pedigree B

    23181715 1614 10 11 12

    4 3

    12

    11

    98 7

    1

    Ct Paternel

    Ct Maternel

    175

    Homme de phnotype inconnu Homme [sain] Homme [hmorragique]

    Femme [saine] Femme [hmorragique]

  • 18

    IV 1 2 3 4 5 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 29 30 31

    V 1 2 3 4 5 6 7

    IV 6 7 8 9 10 11 26 27 28

    III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

    II 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

    I 1 2 3

    Pedigree C : les individus en noir prsentent un bas niveau de facteur VIII qui les rend hmophiles.

  • 19

    III 1 2 3 4 5 6 I 1

    10% 7% 100%

    11% 100% 11% 150% 125% 65% 10%

    110% 12% 20% 13%

    IV 1 2 3

    III 1 2 3 4 5 6 7

    II 1 2 3 4 5 6

    49 12 16 63 33 48

    52 20 7 103

    II 1 2 3 4 5 6

    ? 37 ?

    I 1 2 3 4 5

    Pedigree D : la ligne double indique un mariage consanguin. Les nombres en gras indiquent le % de PTA. Les individus noirs sont ceux qui prsentent des symptmes majeurs hmorragiques, ceux en noir et blanc nont quune dficience mineure en PTA.

    Pedigree H : les % indiquent le niveau de facteur VIII (100= valeur moyenne dun individu sain).

  • 20

    Famille G

    Famille F

    Famille E

    III 1 2

    II 1 2 3

    III 1=GI.2 2 3

    I 1 2 3 4 5

    II 1 2 3 4 5 6 7 8 9

    III 1 2 3 4 5=GI.1

    II 1 2 3 4 5

    I 1 2

  • 21

    Mcanisme de la coagulation sanguine chez un sujet normal

    Mcanisme intrinsque de coagulation

    Facteur de Hageman (FXII)

    Facteur de Hageman

    ti

    PTA (Facteur XI) PTAactiv

    Facteur Christmas (IX) Facteur Christmas activ

    Thromboplastine tissulaire (facteur VII)

    Ca++

    AHF (VIII)

    AHF altr

    thrombine

    Ca++

    phospholipide

    Facteur de Stuart

    Facteur de Stuart activ

    thrombine Proacclrine altre

    Ca++

    phospholipide

    Thrombine Prothrombine (II)

    phospholipide

    Ca++ Principe convertisseur de la prothrombine

    Proacclrine (V)

    Mcanisme extrinsque de coagulation

  • 22

    Les facteurs de coagulation sanguine

    Partie 1

    Substance concentrationplasmatique

    normale

    Hrdit de la dficience frquence estime /106 Test de laboratoire

    Fibrinogne Hypofibrinognie Afibrinognie Dysfibrinognie

    1500-4000 Autosomique rcessif Autosomique rcessif Autosomique rcessif

  • 23

    Les facteurs de coagulation sanguine

    Suite Facteur de Hageman 35 Autosomique rcessif 1 essai spcifique Facteur de stabilisation de la fibrine

    20 Autosomique rcessif

  • 24

    Corrig Maladies de la coagulation 1) Le dfaut de coagulation est un phnotype rare dans la population gnrale 10-5. Si dans une famille donne on trouve nettement plus d'individus hmorragiques que dans la population gnrale, on peut en dduire qu'un anctre a apport l'allle mut et qu'il l'a transmis sa descendance donc que dans cette famille le dfaut de coagulation est hrditaire. Pour chaque pedigree, il faut d'abord dterminer si le phnotype mut est dominant ou rcessif devant le phnotype sauvage. Ensuite on cherche dterminer la position du gne en question : sur l'X ou autosomique.

    Si le phnotype mut est dominant, chaque enfant hmorragique aura au moins un parent hmorragique. Ds linstant o lun des descendants sera sauvage, il ne possdera pas lallle mut et toute sa descendance sera sauvage. Un allle dominant se voit de gnration en gnration.

    Au contraire si le phnotype mut est rcessif devant le phnotype sauvage, les individus htrozygotes de phnotype sauvage transmettent l'allle mut sans qu'il soit visible, jusqu'au croisement qui produira, partir de deux parents de phnotype sauvage, un ou des enfants hmorragique(s). Un tel croisement a souvent lieu entre individus apparents et produit dans ce cas des individus dits consanguins. On peut, dans certains cas, calculer les probabilits dapparition des diffrents cas et montrer, par exemple, que la probabilit est en faveur de la dominance du phnotype mut face au phnotype sain est la plus leve, ce qui permet de prfrer lune des diffrentes hypothses.

  • 25

    Considrations statistiques Pour un gne autosomique dans la population gnrale, avec le phnotype mutant rcessif devant le phnotype sauvage, soient deux formes allliques d'un gne A qui ont respectivement les frquences p et q. fr a = q fr a+ = p avec p + q = 1 Dans la population gnrale o lon admet que les gamtes se rencontrent au hasard , on peut calculer la frquence de chaque classe gnotypique.

    gamtes

    a+ frquence p

    a- frquence q

    a+ frquence p +

    +aa

    [sain]

    frquence p2+

    aa

    [sain]

    frquence pq

    a- frquence q

    +aa

    [sain]

    frquence pq

    aa

    [atteint]

    frquence q2

    Les homozygotes sauvages de gnotype

    ++

    aa ont la frquence p2

    Les htrozygotes sauvages galement de gnotype +

    aa ont la frquence 2 pq

    Les homozygotes muts de gnotype c ont la frquence q2

    donc parmi les individus sains, les htrozygotes ont la frquence 22 1

    22

    2q

    pqpqp

    pq

    =+

    ,

    ce qui est peu diffrent de 2pq si lallle mut est rare.

    Ici si la frquence des hmorragiques est 10-5, celle de l'allle mut est donc de 0,0032 et celle des htrozygotes 0,0064. Pour un gne sur l'X il faut faire le calcul soit chez les femelles (identique ce qui prcde) soit chez les mles. Les mles atteints de gnotype

    a ont la frquence de l'allle a

    c'est--dire q et les mles sains de gnotype +a ont la frquence p

  • 26

    Cas du pedigree A. Quel que soit le phnotype dominant, dans le couple fondateur il y a au moins un des parents qui est porteur dun allle mut du gne en cause. On peut constater quil ny a aucun couple de parents sains qui ait des enfants atteints (pas de saut de gnration), ce qui est lindice dun phnotype [atteint] dominant sur le phnotype [sain]. Peut-on en faire une dmonstration rigoureuse ?

    Faisons lhypothse que le phnotype sain est dominant sur le phnotype mut. Dans ce cas, tous les individus atteints doivent avoir leurs 2 parents porteurs dun allle mut. Or il y a 16 couples dans ce cas. Pour chacun des couples, un des parents appartient la famille A et peut donc tre raisonnablement porteur, mais lautre est issu de la population gnrale et sa frquence est de lordre de 0,006 (voir le calcul ci-dessous). Si tel est bien le cas, le pedigree observ doit avoir une frquence de 0.006 16 =2,8 x 10-36 ce qui revient dire quen pratique on navait aucune probabilit de lobserver (la population totale de la plante est de lordre de 7 x 109 habitants) Si au contraire le phnotype atteint est dominant sur le phnotype sain, tout individu sain est homozygote pour lallle sauvage (Probabilit 1). La probabilit de ce pedigree partir de la gnration 1 ne met plus en jeu celle de tirer un htrozygote de la population gnrale. Cest donc ce cas qui est hautement probable par rapport lautre. On peut conclure [malade] dominant sur [sain] pour le phnotype rencontr dans la famille A. Le gne en jeu est-il sur lX ou autosomique ? Le sujet dont le gnotype scrira diffremment et se transmettra aussi de faon diffrente est un homme atteint. Comparons ce que lon attend dans chaque hypothse.

    mle [m] x femelle [+]

    hypothse gne AUTOSOMIQUE a - x a + a + a +

    2t.g. 1 type de gamtes a+

    a- a-/a+[atteint] a+ a+/a+[sain]

    mles et femelles [+] et [m] La prsence, dans la descendance de mles atteints ou de femelles atteintes limine lhypothse de la localisation sur lX.

    hypothse gne SUR l'X

    a - x a + a + 2 types de gamtes 1 t.g. a+ a+/ mle [sain] a- a-/a+ femelle [atteinte] mles [+] et femelles [atteinte] Seules des considrations statistiques peuvent faire pencher pour cette hypothse en l'absence de filles [+] et de mles [m].

    Dans le cas de la famille A, on constate que des pres atteints ont la fois filles et garons sains et malades. Cela exclut la possibilit dun gne localis sur lX. Famille A : la maladie est hrditaire, dominante et autosomique

  • 27

    Pedigree B : il y a des sauts de gnration. On voit plusieurs enfants malades ayant

    des parents sains. La mutation est un vnement suffisamment rare pour ne pas tre observ plus dune fois dans une fratrie. Si plusieurs enfants sont atteints, ce doit tre parcequils ont reu un allle atteint dun de leurs parents (ou des 2). Or les deux parents dont au moins un est porteur sont tous deux sains donc le phnotype hmorragique est rcessif devant le phnotype sauvage.

    Ces couples nauront pas le mme gnotype si le gne en cause est autosomique ou sur lX. Comme prcdemment, comparons leur descendance dans chaque hypothse.

    Parmi les descendants de 2 parents sains mais porteurs on trouve aussi bien des mles

    que des femelles atteintes : gne autosomique.

    mle [+] x femelle [+]

    hypothse gne AUTOSOMIQUE S'ils ont des enfants atteints c'est qu'ils sont porteurs. a - x a - a + a +

    2 types de gamtes a- a+ a- a-/a-[atteint] a-/a+[sain] a+ a-/a+[sain] a-/a+[sain] mles et femelles [+] et [m] la prsence d'une femelle [m]

    limine l'hypothse sur l'X

    hypothse gne SUR l'X S'ils ont des enfants atteints c'est que la femelle est porteuse. a + x a - a +

    2 types de gamtes a- a+

    a-/ [atteint] a+/ [sain] a+ a-/a+ [saine] a-/a+ [saine] mles [+] et [m] femelles [+] seules des considrations statistiques peuvent faire pencher pour cette hypothse

    en l'absence de filles [m] Dans cette famille des couples sains ont la fois filles et garons atteints, ce qui exclut

    la localisation sur lX du gne en cause.

    Famille B : la maladie est hrditaire, rcessive et autosomique.

  • 28

    Pedigree C : il y a des sauts de gnration , phnotype hmorragique rcessif devant le phnotype sauvage. On constate que dans cette famille il napparat que des garons atteints, de plus, les parents qui transmettent la maladie dans la famille sont tous des femmes. Ce qui fait suspecter une localisation du gne sur l'X . Pour dmontrer cette localisation on peut dans tous les croisements qui donnent des enfants atteints noter la rpartition de ceux-ci:

    phnotype cas observs cas attendus dans

    lhypothse dun gne autosomique

    mles [sains] 10 12.375 mles [hmorragiques] 12 4.125

    femelles [saines] 11 12.375 femelles [hmorragiques] 0 4.125

    total 33 33 Il faut que les nombres soient suffisants (la plus petite classe thorique >=5) pour que le calcul du 2 soit valide, ce qui nest pas le cas ici. On peut compter le nombre de couples d'individus sains qui ont eu des enfants atteints ( ici 8 ).

    Dans l'hypothse autosomique le mle qui est puis dans la population gnrale doit tre htrozygote. Rpt 8 fois ce tirage a une probabilit de (0,0064)2 = 2,8 x 10-18

    Dans l'hypothse sur l'X le mle sain ne peut tre que porteur de l'allle a + et sa frquence est 1.

    Les deux types d'arguments permettent souvent de conclure comme c'est le cas ici. Famille C maladie hrditaire, rcessive, sur lX.

    Pedigree D : il y a des sauts de gnration, phnotype hmorragique rcessif sur le phnotype sauvage. Mais si on regarde le dosage de PTA on peut distinguer les htrozygotes dont le phnotype est semi dominant [taux moyen de PTA], des homozygotes +/+ de phnotype sauvage [taux normal]. Parmi les htrozygotes, on trouve aussi bien des mles que des femelles : gne autosomique.

    Famille D maladie hrditaire, rcessive ou semi dominant selon le phnotype examin, la maladie ou le taux de PTA , autosomique.

  • 29

    Pedigrees E et F : il y a des sauts de gnration, phnotype hmorragique rcessif sur

    le phnotype sauvage. Gne sur l'X (mme type darguments que pour le pedigree C avec un nombre de couples moins grand dans chaque cas).

    2) Les plasmas contiennent non pas les gnes eux mmes mais leur produit, la protine. Si le mlange de deux plasmas d'individus hmorragiques se comporte normalement c'est que la protine qui faisait dfaut l'un est apporte par l'autre. C'est une sorte de complmentation au niveau protique. Et si les plasmas complmentent, les individus qui ont fourni ces plasmas sont muts dans des gnes diffrents. Sinon ils peuvent tre muts dans le mme gne, mais dans ce cas il peut galement y avoir des phnomnes secondaires dassemblage des sous-units. C'est tout de mme un moyen deffectuer un premier classement.

    3) Parmi les descendants du couple G-1 x G-2 on trouve une fille atteinte donc homozygote mute. Elle a reu un allle mut de son pre qui est hmorragique et un de sa mre qui doit donc tre htrozygote. Ses deux parents n'appartiennent pas la mme famille nanmoins le phnotype de cette fille montre que le gne mut dans les familles E et F est le mme (cas de non complmentation).

    Dans la famille H le gne en cause est autosomique et donc obligatoirement diffrent. Dans la famille E et dans la famille C les gnes sont sur l'X. Rien ne permet d'affirmer que c'est le mme ou qu'ils sont diffrents.

    La production du facteur VIII est au moins sous la dpendance de 2 gnes ( depuis on a identifi le gne de la famille E comme tant le gne de structure du Facteur VIII).

    4) Les types I et II sont produits par des individus ne portant qu'une forme alllique pour la sous unit A : les homozygotes. Chez l'htrozygote les deux formes allliques coexistent et produisent autant de sous units A1 que A2. Ce qui donne 25% de dimres (A1,A1) forme 1, 25% de dimres (A2,A2) forme 2 et 50% de dimres (A1,A2) forme 3. Deux hypothses (autosomique ou sur lX) : gnotype possible des reprsentants du pedigree :

    typeI typeII typeIII

    111 aou

    aa

    222 aou

    aa

    21

    aa

    I-2mle I-1femelle II-1mle II-2femelle

    II-3femelle III-4mle II-6femelle III-5mle

    Cependant l'existence de deux mles de type III montre que les mles portent, comme les femelles, deux allles. Ce gne est donc autosomique.

  • 30

    Dystrophies des ceintures

    Dans tout lexercice on admettra que les maladies tudies, lorsqu'elles sont hrditaires, sont monogniques.

    I) Dans une famille A on a recens plusieurs individus prsentant une dystrophie musculaire des ceintures pelvienne et scapulaire, qui est une affection que l'on rencontre rarement dans la population gnrale (1/40 000). Le pedigree ci-joint a permis d'tablir que, dans la famille A, cette affection tait : -due un facteur gntique -rcessive -lie au sexe Faites la dmonstration de ces affirmations.

    II) Une seconde famille B prsente galement quelques cas de dystrophie musculaire analogues ceux de la famille prcdente.

    1) Cette affection peut-elle tre attribue ici des causes gntiques ? Justifiez. Si oui, quel en est le dterminisme ?

    2) Les individus III-2 de la famille A et IV-1 de la famille B se marient; ils ont sept enfants tous normaux. Quelle conclusion s'impose?

    3) Auriez-vous pu prdire ce rsultat compte tenu des pedigrees des deux familles? Justifiez. III) Ecrivez les gnotypes des individus suivants lorsque cela est possible : famille A : I-1, I-2 II-2, II-4, II-6, II-8, II-10 III-1, III-2, III-3, III-4, III-5 famille B : I-1, I-2 II-1, II-2, III-2, III-3, III-4 IV-1, IV-3, IV-9 IV) Les individus IV-2 et IV-6 de la famille B envisagent d'avoir un enfant. Quelle est la probabilit que celui-ci soit atteint ? Mme question si le couple tait IV-2 et IV-9 .

  • 31

  • 32

  • 33

    Corrig : Dystrophie des ceintures

    Rappel La dystrophie des ceintures est un phnotype rare dans la population gnrale 2,5 x 10-5. Si dans une famille donne on trouve nettement plus d'individus atteints, on peut en dduire qu'un anctre a apport l'allle mut et qu'il l'a transmis sa descendance donc que dans cette famille la dystrophie des ceintures est hrditaire. Pour ce pedigree il faut d'abord dterminer si le phnotype mut est dominant ou rcessif devant le phnotype sauvage. Ensuite on cherche dterminer la position sur l'X ou autosomique du gne en question. Si le phnotype mut est rcessif devant le phnotype sauvage les individus htrozygotes de phnotype sauvage transmettent l'allle mut sans qu'il soit visible jusqu'au croisement qui produira, partir de deux parents sauvages, un ou des enfants dystrophique. Un tel croisement est souvent consanguin. Au contraire si le phnotype mut est dominant chaque enfant dystrophique aura au moins un parent dystrophique. Ds l'instant o un descendant sera sauvage il aura perdu l'allle mut et toute sa descendance sera sauvage. On suit l'allle mut de gnration en gnration. Mais cela pourrait-il aussi tre observ dans l'hypothse de la rcessivit? Si tel tait le cas, chaque parent sain ayant un ou plusieurs enfants atteint devrait tre htrozygote (ou du moins chaque femme si le gne est sur l'X). On compte combien de parents de ce type sont issus de la population gnrale. On peut estimer la frquence p de l'allle mut dans la population gnrale partir de la frquence des individus atteints (a1/a1) p2 et en dduire la frquence dans cette population gnrale des htrozygotes porteurs sains (2(1-p2)p) : de l'ordre de 1 2 %. Si l'hypothse de la rcessivit ncessite n parents sains porteurs issus de la population gnrale, la probabilit du pedigree observ est de (1 2%)n. Par contre, dans l'hypothse de la dominance, il suffit d'un seul individu atteint (a1/a+) (dit fondateur) issu de la population gnrale pour observer ce pedigree. Il suffit de comparer les probabilits des deux hypothses , on choisit la plus probable. I) Dans cette famille, sur un nombre limit de descendants, on voit plusieurs individus atteints de dystrophie donc la frquence est significativement plus leve que dans la population gnrale (3/32)et on a le droit de penser que la dystrophie est hrditaire dans cette famille .

  • 34

    Le couple II-3 x II-4 a deux enfants atteints. Compte tenu de la raret des mutations, la seule interprtation plausible est que les enfants ont hrit un allle mut de leur(s) parent(s) qui sont sains. Le phnotype [dystrophique] est donc rcessif sur le phnotype sauvage. On trouve uniquement des enfants mles atteints dans la descendance de couples sains. C'est l'indice d'une localisation possible sur le chromosome X. Pour tablir cette localisation on peut dans tous les croisements entre deux parents sains qui ont des enfants atteints voir la rpartition de ceux-ci : mles [sains] 7 mles [atteints] 3 femelles [saines] 10 femelles [atteints] 0 femelles

    observes si localisation sur le

    X si localisation autosomique

    sains 10 10 du total soit 10*3/4=7,5 atteints 0 0 du total soit 10*1/4=2,5

    total 10 2=0 test du 2 non valable : une catgorie thorique est

  • 35

    frquence des individus sains non porteurs= (0,995)2 = 0,989025 frquence de tous les individus sains 0,00995 + 0,989025 = 0,998975 Dans un calcul rigoureux il faudrait corriger la frquence des htrozygotes, en effet on sait qu'ils sont sains: frquence des htrozygotes parmi les sains= 0,00995/0,998975 = 0,0099521 (soit approximativement diffrent de 10-2) Pour que la famille A existe il faut

    que lun des deux parents de la gnration I soit htrozygote, afin que les enfants du couple puissent galement ltre : Probabilit = 10-2

    que chaque parent puis dans la population gnrale et qui a eu un ou plusieurs enfants atteints soit htrozygote. Il y a 2 sujets II-1 et II-3 : Probabilit = (10-2)2 = 10-4

    La probabilit de cette famille, sous lhypothse autosomique, est donc 10-2*10-4=10-6.

    Dans l'hypothse gne sur l'X , la femelle porteuse saine I-2 a pour gnotype (a1/a+). Dans ce cas la plupart des malades sont des mles (a1/Y) frquence q=1/40000. Une femelle htrozygote de la population gnrale a une frquence de 2(1/40000)(1-1/40000)= 10

    -4 Cette dernire hypothse plus probable est retenue.

    Le calcul des probabilits permet souvent de conclure, comme c'est ici le cas. II) Dans cette famille, sur un nombre limit de descendants, on voit plusieurs individus atteints de dystrophie donc la frquence est significativement plus leve que dans la population gnrale et lon a le droit de penser que la dystrophie est hrditaire dans cette famille. 1) Le couple III-4 x III-5 a deux enfants atteints. Lvnement mutation est trop rare pour rendre compte de ces deux descendants malades. Il faut donc supposer que si 2 enfants sont atteints, cest que les parents sains sont cependant porteurs. Le phnotype [dystrophique] est rcessif sur le phnotype sauvage. On trouve des enfants des deux sexes atteints parmi les descendants d'un couple sain. Le gne en cause est donc autosomique. Or, dans lhypothse sur lX si une fille est atteinte, son pre doit tre hmizygote pour lallle mut et il ne peut tre sain.

    Les deux couples qui ont donn naissance des enfants atteints constituent des unions consanguines. La consanguinit augmente la probabilit de recevoir de chaque parent une mme copie dun allle ancestral. Cette remarque na de valeur que dans le cas dune maladie transmission rcessive autosomique.

    2) Il s'agit d'un test de complmentation destin dterminer si deux mutants prsentant le mme phnotype sont touchs dans le mme gne ou dans des gnes diffrents.

    Puisque le phnotype [dystrophique] est rcessif dans chacune des deux familles, les individus atteints sont homozygotes. Chaque parent fournit un seul type de gamtes. Les gamtes de A-III-2 sont porteurs d'une mutation (au moins) qui inactive un gne qu'on appellera A. Cet allle diffrant de celui de la souche sauvage sera not a1. Les enfants ( diplodes) rsultant du croisement ont reu l'allle a1 de ce parent. Puisque leur phnotype est [sain] c'est que l'allle du gne A fourni par l'autre parent est a+. Ce second gamte fourni par B-IV-1 provient d'un individu atteint et il est donc mut dans un autre gne: B il porte l'allle b1 que les enfants ont reu. Pour ce second gne, l'allle fourni par le parent de la

  • 36

    famille A est forcment b+ puisque les enfants diplodes sont sains. Donc le premier gamte haplode a pour gnotype a1 b+ et le second gamte haplode a+ b1. Il y a COMPLEMENTATION: les deux haplodes sont muts sur DES GENES DIFFERENTS. Le croisement s'crit: 2n A-III-2 [dystrophique] x 2n B-IV-1 [dystrophique] a1b+ a + b1 a - b+ a + b- un seul type de gamtes un seul type de gamtes a1 b+ a+ b1 2n [dystrophique] a1 b+ a+ b- Les deux familles sont mutes dans des gnes diffrents.

    3) Ce rsultat tait prvisible puisque les deux gnes avaient des localisations diffrentes, l'un autosomique et l'autre sur l'X. III) Dans la famille A : * les mles sains, II-1, 3, 5, 7 et 9 ont pour gnotype a+/Y. (ainsi que III-5, 8, 11, 12, 13, 14,et 18) * les mles dystrophiques, III-12, 6 et 7 sont a1/Y * les femelles saines qui ont eu des enfants atteints sont htrozygotes a+/a1. Il s'agit de II-2 et 4 * les filles dont le pre tait sain et les mres issues de la population gnrale sont trs probablement a+/a+. Ce sont les femmes III-9, 10, 15, 16, 17, 19 et 20. * les filles saines issues de parents sains dont un est porteurs peuvent tre soit a+/a+ soit a+/a1. Ce sont les femmes III-1, 3 et 4. Dans la famille B, que les sujets soient mles ou femelle ne joue pas puisque le gne est port par un autosome. * Les individus sains issus de la population gnrale et qui n'ont eu que des descendants sains ont une probabilit de 0,99 d'tre b+/b+. Ce sont les sujets I-2 et II-1. (ainsi que II-3, 5 et 7). * Les individus sains qui ont eu dans leur descendance des sujets atteints (F1 ou F2) sont porteurs b+ /b1. Ce sont les sujets II-2 et III-4.(ainsi que II-4, 6 et 8 et III-5, 9 et 10). * Les individus sains qui n'ont pas eu de descendance mais qui ont des parents porteurs peuvent tre b+/b+ ou b+/b1. Il s'agit de III-2 et 3.(ainsi que III-1, 6, 7, 8, 11, 12 et 13 et IV-2, 4, 5, 6, 7 et 8).

  • 37

    * Les sujets atteints portent deux allles muts. Ce sont les sujets I-1 et IV-1, 3 et 9. Pour I-1 aucune consanguinit nest signale, les deux allles peuvent tre diffrents : b1/b2. Pour les sujets de la gnration IV les trois possibilits coexistent : b1/b1, b1/b2, b2/b2. IV) Les sujets IV-2 et IV-6 sont tous deux issus de parents htrozygotes ils ont une chance sur deux que chaque parent leur ait donn un gamte a1 , soit une probabilit de 0,25 d'tre homozygote sain et 0,5 d'tre htrozygote porteur. On sait qu'ils sont sains (proba = 1) donc : probabilit d'tre homozygote = 0,25 = 0,33 0,25 + 0,75 probabilit d'tre htrozygote = 0,25 = 0,67 0,25 + 0,75 sujet sain homozygote

    Prob 0,33 htrozygote Prob 0,67

    gamtes b+ Pb 1 gamtes b+ Pb 0,5 gamtes b1 Pb 0,5 homozygote Prob 0,33

    gamtes b+ Pb 1

    b+ [sain] Pb 0,332 b+

    b+ [sain] Pb b+ 0,33x0,67x0,5

    b+ [sain] Pb b1 0,33x0,67x0,5

    gamtes b+ Pb 0,5

    b+ [sain] Pb b+ 0,33x0,67x0,5

    b+ [sain] Pb b+ (0,67x0,5)2

    b+ [sain] Pb b1 (0,67x0,5)2 htrozygote

    Prob 0,67 gamtes b1 Pb 0,5 b+ [sain] Pb b1 0,33x0,67x0,5

    b+ [sain] Pb b1 (0,67x0,5)2

    b1 [atteint] Pb b1 (0,67x0,5)2

    Ce qui donne comme probabilit d'avoir un enfant atteint:

    ((0,67x0,50) x (0,67x0,50))= 0,1089 Si le couple tait IV-2 et IV-9, ce dernier individu est homozygote b1. Il ne fournit qu'un seul type de gamtes et le tableau de gamtes devient donc:

    sujet Homozygote

    b1/b1 Prob 1 gamtes b1 Pb 1 homozygote Prob 0,33

    gamtes b+ Pb 1 b+ [sain] Pb 0,33 b1

    gamtes b+ Pb 0,5

    b+ [sain] Pb b1 0,67x0,5 htrozygote

    Prob 0,67 gamtes b1 Pb 0,5 b1 [atteint] Pb b1 0,67x0,5

    Et la probabilit d'avoir un enfant atteint :

    0,67 x 0,50 = 0,33.

  • 38

    Facteur IX Le facteur IX humain est une protine de coagulation qui est synthtise en une seule

    chane polypeptidique de 461 aminoacides (numrots de -46 +415). L'absence ou la dysfonction du facteur IX rsulte en une dficience hmorragique: l'hmophilie B. Des patients hmophiles non apparents portent des mutations diverses. Les individus atteints d'hmophilie B peuvent tre diviss en deux classes :

    les CRM+ qui possdent des niveaux normaux de facteur IX dos par test immunologique mais qui ont une activit coagulante du facteur IX diminue ou nulle.

    les CRM- qui ont des niveaux trs rduits ou indtectables de facteur IX aussi bien par dosage d'activit coagulante que par test immunologique. Diffrents patients hmophiles dficients en facteur IX ont t tudis (dtermination

    de l'activit coagulante et de l'immunognicit) et on a dtermin la squence du facteur IX.

    patient activit coagulante dosage

    immunologique facteur IX

    CRM+ Cambridge 2 50 Arg-1 Ser London 3 1 48 Arg-4 Gln Malm 6

  • 39

    Interprter les diffrentes mutations.

    1) Substitutions d'acides amins : A quelles mutations sont-elles dues, Quelles proprits du code gntique mettent-elles en vidence.

    2) Protines raccourcies : Pourquoi ce raccourcissement se fait-il toujours du mme ct? Quelles sont les mutations portes par les variants Malm 3,4 et 5? Quelles sont les mutations portes par les variants London 12,11 et Malm 1? Quelles indications peut-on tirer de la comparaison des squences mutante et sauvage? Quelles proprits du code gntique mettent-elles en vidence?

    Bibliographie GREEN et al : EMBO J.8 1067-1072 (1989) YOSHITAKE et al : Biochemistry 24 3736-3750 (1985)

    Squences de diffrentes formes allliques du facteur IX Squence nuclotidique de 1 143 du facteur IX allle sauvage et allle London 12 Abrviations reprsentant les ambiguts de lADN, (le code est dit dgnr *) R=A ou G, Y=C ou T, H=A, C ou T, N=A, C, G ou T

    1 GlyLysLeuGluGluPheValGlnGlyAsnLeuGluArgArgGluCysMETGluGluLys FIX + 1 GGNAARTTRGARGARTTYGTNCARGGNAAYTTRGARAGRAGRGARTGYATGGARGARAAR

    CTN CTN CGNCGN TCNCTN CTNCGN TCN 1 GGNAARTGGAARAGYTTRTTYAARGGNACNTTRAGRGARAAYGTNTGGAARAARAGYGTN 1 GlyLysTrpLysSerLeuPheLysGlyThrLeuArgGluAsnValTrpLysLysSerVal

    L12

    21 CysSerPheGluGluArgGluValPheGluAsnThrGluArgThrThrGluPheTrpLys

    FIX + 61 TGYAGYTTYGARGARAGRGARGTNTTYGARAAYACNGARAGRACNACNGARTTYTGGAAR TCN CGN CGN

    CTN CTN CTN CTN TCNTCN 61 GTNTTRAARAAYGARAARCCNTTRAARACNTTRAARGARCARTTRAAYCCNGGNAGYAGY 21 ValLeuLysAsnGluLysProLeuLysThrLeuLysGluGlnLeuAsnProGlySerSer

    L12

    41 GlnTyrValAspGlyAspGlnCysGluSerAsnProCysLeu 121 CARTAYGTNGAYGGNGAYCARTGYGARAGYAAYCCNTGYTTR TCN CTN

    FIX +

    CTN TCN TCN 121 ATGTTRATGGARATHAGYGTNAGYCCNATHCAY 41 METLeuMETGluIleSerValSerProIleHis

    L12

    * Les travaux sur lvolution du code gntique ont montr que la synonymie des codons tait un caractre de rsistance du code aux mutations ; le code actuel est ainsi particulirement rsistant aux perturbations qui viendraient modifier son information.

    Cest donc en fait un code volu et non dgnr .

  • 40

    Squence nuclotidique de 310 340 du facteur IX allle sauvage et allle London 11. Abrviations reprsentant les ambiguts de lADN, (puisque le code est dgnr) R=A ou G, Y=C ou T, H=A, C ou T, N=A, C, G ou T

    310 GlyTrpGlyArgValPheHisLysGlyArgSerAlaLeuValLeuGlnTyrLeuArgVal 310 GGNTGGGGNAGRGTNTTYCAYAARGGNAGRAGYGCNTTRGTNTTRCARTAYTTRAGRGTN CGN CGNTCN CTN CTN CTNCGN

    FIX +

    CGN CGN TCNCTNTCNTCNTCN 310 GGNTGGGGNAGRGTNCCNCARAGRGARATHAGYTTRAGYAGYAGYGTN 310 GlyTrpGlyArgValProGlnArgGluIleSerLeuSerSerSerVal

    L11

    Squence nuclotidique de 275 290 du facteur IX allle sauvage et allle London 11. Abrviations reprsentant les ambiguts de lADN, (puisque le code est dgnr) R=A or G, Y=C or T, H=A, C or T, N=A, C, G or T

    273 LeuGluLeuAspGluProLeuValLeuAsnSerTyrValThrProIleCysIleAlaAsp 273 TTRGARTTRGAYGARCCNTTRGTNTTRAAYAGYTAYGTNACNCCNATHTGYATHGCNGAY CTN CTN CTN CTN TCN

    FIX +

    CTN CTN TCN CTNCGN CTN 273 TTRGARTTRGAYAGYGCNAARCARTTRAGRTAYACNTAYTTR 273 LeuGluLeuAspSerAlaLysGlnLeuArgTyrThrTyrLeu

    M1

  • 41

    Corrig : Facteur IX 1) Substitutions d'acides amins

    brin non transcrit mutant n de la base modifie dans le codon triplet sauvage triplet mutant Cambridge 3 AGA ou AGG AGC ou AGT London 3 2 CGx CAA ou CAG Malm 6 1 CGG TGG

    md 1 1 et 3 GAC ou GAT AAA ou AAG Alabama 2 GAC ou GAT GGC ou GGT

    md 3 2 GAC ou GAT GAA ou GAG md 5 2 GAC ou GAT GTC ou GTT md 6 3 GAA ou GAG GAC ou GAT md 7 1 GAA ou GAG AAA ou AAG

    Chapel Hill 2 CGC ou CGT CAC ou CAT Unnamed 2 CGx CTx London 5 2 CGA ou CGG CAA ou CAG

    Lake Elsinor 2 GCx GTx

    Vancouver 2 ACA, ACC ou ACT ATA, ATC ou

    ATT London 10 dltion de 3 bases London 8 1 TGC ou TGT CGC ou CGT London 9 1 AAC ou AAT TAC ou TAT

    brin non transcrit

    mutant n de la base modifie dans le codon

    triplet sauvage

    triplet mutant

    London 11

    dltion des 2 premires bases du triplet 314

    London 12

    dltion de la premire base du triplet 3

    Malm 1 dltion de 8 bases partir de la 1e du triplet 277 X dltion de 327 bases (109 triplets)

    Malm 3 1 CGA TGA (non sens) Malm 4 1 CGA TGA(non sens) Malm 5 3 TGG TGAou TAG (non sens) Ces mutations montrent que le code gntique est non-chevauchant : une seule base change ne modifie qu un acide amin et quil est sans virgule : la dltion dun nombre de bases non-multiple de 3 dcale le cadre de lecture.

  • 42

    2) Le raccourcissement se fait toujours du ct COOH parce que la traduction se fait de 5 vers 3 et est arrte en cours par un codon non sens qui empche daller plus loin en 3. Donc les protines sont synthtises de NH2 vers COOH (ADN brin non transcrit de 5 vers 3). Les mutants Malm 3, 4 et 5 sont des mutants non sens crs par la substitution dune base. London 12, 11 et Malm 1 portent des mutations dites de dcalage de cadre de lecture (ou frameshift) rsultant dune dltion (ou une addition) dun nombre de bases non multiple de 3. La comparaison des squences mutante et sauvage permet de dterminer la base mute et dtablir sans squenage de lADN sa squence exacte en excluant les triplets qui ne rendent pas compte la fois de la squence protique sauvage et de celle du mutant. Le code est sans virgule puisquil peut y avoir des dcalages du cadre de lecture du seul fait dajouter ou dter un nombre de bases non-multiple de 3 Les cas L11, L12 et M1 ont un non-sens qui est lu respectivement 10, 49 et 10 AA aprs la mutation.

    En admettant que la composition de lADN soit A=C=G=T=25% (ce qui nest que rarement le cas) chaque codon parmi les 64 du code gntique a la mme probabilit. On attend donc dans une squence dADN au hasard (sans pression de slection) 3 codons non sens pour 61 codons sens, soit une frquence de lordre de 1/20 : 1 non-sens tous les 20 codons sens. Tel nest pas le cas dans les phases ouvertes de lecture puisque la slection naturelle a maintenu au cours des gnrations le gne fonctionnel. Par contre la squence telle quelle est lue aprs une insertion (mutation) peut tre assimile une squence au hasard et les valeurs observes (10,49,10 avec une moyenne = 23) en sont le reflet.

  • 43

    Diagnostic prnatal de latrophie gyre. L'Ornithine Amino Transfrase (OAT) est une enzyme de la matrice mitochondriale

    qui est code par un gne nuclaire. Elle catalyse la raction :

    Ornithine +

    ctoglutarate

    pyrroline 5' carboxylate +

    glutamate

    Chez l'tre humain une dficience en OAT rsulte en des niveaux augments en ornithine dans le plasma et est associe une perte de vision due une forme rare de dgnrescence choriortinale progressive : l'atrophie gyre. LAG a une frquence de 10 -5 dans la population gnrale. Le dfaut enzymatique est exprim, entre autre, dans les fibroblastes de la peau lorsqu'ils sont mis en culture.

    1) Alors que cette affection est rare dans la population gnrale, on a pu tablir le pedigree d'une famille dont plusieurs membres sont atteints (figure 1).

    Montrer que l'AG est : 1. -hrditaire 2. -rcessive 3. -autosomique.

    (On admettra dans tout lexercice que les dfauts gntiques envisags ont un dterminisme monognique.)

    2) On a mis en culture des fibroblastes prlevs sur des individus non apparents atteints d'AG. Ces fibroblastes diplodes ont ensuite fusionn et les cellules rsultantes ttraplodes sont tudies. Dans ces cellules on a dos le niveau d'OAT :

    diplode mutants sauvage mutants A B C D E +

    A 0 0 0 0 0 101 B 0 0 0 0 99 C 0 0 0 103 D 0 0 105 E 0 97

    Dans le tableau sont ports les niveaux d'activit d'OAT dans les cellules obtenues par fusion des deux parents correspondants.

    Que peut-on dire du dfaut enzymatique de chaque mutant par rapport au sauvage? Comparer les mutants entre eux (expliquer le principe de cette exprience).

    3) L'tude du gne impliqu dans l'AG a permis :

    de cloner l'ADNc de ce gne (en rappeler le principe). de cloner l'ADN gnomique en deux fragments (R5 et R10). de mettre en vidence que les diffrents mutants ne portaient pas de gne ayant des

    modifications reprables (dltion ou modification de carte de restriction).

  • 44

    On a donc cherch reprer de faon indirecte un ventuel gne mut l'aide du polymorphisme des fragments de restriction. Pour cela on a recherch un polymorphisme au voisinage du gne impliqu en utilisant comme sonde R5 , R10 et deux morceaux de l'ADNc : l'extrmit 3' et l'extrmit 5'. Des lignes cellulaires tablies partir d'un certain nombre de sujets sains non apparents issus de la population gnrale (34 48) ont t utilises comme source d'ADN. Cet ADN total a t soumis diffrentes digestions par un enzyme de restriction puis les fragments obtenus ont t spars en fonction de leur taille par lectrophorse sur gel d'agarose, transfrs sur membrane de nylon et hybrids avec une des 4 sondes marques au 32P dfinies ci-dessus. La digestion par 20 enzymes de restriction donne des bandes d'hybridation identiques chez tous les sujets. Par contre dans 6 cas on a trouv une htrognit : enzyme de restriction

    sonde fragment taille (kb) frquence alllique

    nb de sujets examins

    Sau96I R5 A1 A2

    0.66 0.56

    0.24 0.76

    44

    5RsaI R5 B1 B2

    1.30 1.10

    0.13 0.87

    34

    BanI R5 C1 C2

    5.40 3.30

    0.95 0.05

    37

    HincIOI R10 D1 D2

    3.10 2.30

    0.82 0.18

    34

    MspI extrmit 5 de lADNc

    E1 E2

    4.10 3.30

    0.78 0.22

    48

    MspI extrmit 3 de lADNc

    F1 F2

    4.10 3.40

    0.69 0.31

    48

    Interprter cette htrognit au niveau de l'ADN. Quel est le gnotype probable des individus tests, du point de vue de l'AG ? Classer les polymorphismes par ordre d'intrt dcroissant (justifiez votre classement).

    On a tudi l'ADN de tous les individus disponibles d'une famille dans les conditions

    prcdentes permettant de rvler les fragments B1 et B2 (figure 2). Ecrire le gnotype de tous les individus (mme II-1)

    4) Dans une famille est n un enfant II-1 qui, partir de la 7 me anne a prsent des signes d'AG :

    I 1 2

    ?

    I I 1 2 3

    Qu'est-ce que cela implique pour les individus de la gnration I? Les individus II-2 et II-3 sont encore trop jeunes pour manifester un ventuel

    phnotype atteint. Quelle est la probabilit qu'ils le soient cependant?

  • 45

    On a pu complter l'analyse par l'tude de la sgrgation des bandes A1 et A2 (polymorphisme Sau96I) et E1 et E2 (polymorphisme Msp I).

    -4

    -3,3kbp

    ,1kbp

    II-1 II-2 II-3 I-1 I-2 II-1 II-2 II-3 I-1 I-2

    -0,66kbp -0,56kbp

    Digestion par Sau96I Digestion par MspI

    A l'aide de ces rsultats, prciser le gnotype des 5 individus de la famille. Les deux polymorphismes apportent-ils autant d'information? Pourquoi? Quelle prcision apporte cette analyse des RFLP pour les individus II-2 et II-3? Quelle est la limite de la mthode? On a mis en vidence 5 polymorphismes diffrents dans la population gnrale (voir

    question 3). Expliquer l'intrt d'avoir plusieurs polymorphismes lis la mme rgion du gnme (ici liaison au gne codant pour l'OAT).

    Bibliographie

    PNAS 74 5159-5161 (1977) Am J Hum Genet 30 174-179 (1978) DNA 5 493-501 (1986) Am J Hum Genet 42 365-372 (1988)

  • 46

    III 1 2 3 4 5 6 7 8 15 16 17 18 19 20

    4 2364 2 2

    2 descendants normaux de sexe indtermin

    2

    Sexe indtermin

    VI I 1 2 3 4

    VI 1 2 3 4

    V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    IV 1 2 3 4 11 12 13 14

    3 3

    I I 1 2 3 4 5 6 7

    I 1 2

    Figure 1 :Atrophie gyre

  • 47

    Figure 2

    I 1 2

    III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

    I I 1 2

    A: gnalogie dune famille dont tous les membres sont sains. Le sujet II-1 est mort. B: lectrophorgramme des lADN total de chaque membre vivant de la famille considre.

    1,3kbp- 1,1kbp-

    B

    A

  • 48

    Corrig: Diagnostic prnatal de latrophie gyre. 1) Dans cette famille on voit sur un nombre limit de descendants plusieurs individus

    atteints d'atrophie gyre, la frquence de cette maladie est donc significativement plus leve dans la famille que dans la population gnrale, ce qui suggre fortement que l'atrophie gyre dans cette famille est hrditaire. On pourrait galement penser quun environnement commun particulier est lorigine de cette maladie, mais la transmission du caractre selon le modle mendlien va confirmer le dterminisme gntique de la maladie.

    En effet on observe des sauts de gnration entre individus atteints, des parents sains ont plusieurs enfants atteints, ce qui ne peut tre expliqu par une mutation sur un des gamtes entre les deux gnrations. Donc le phnotype [AG] est rcessif sur le phnotype sauvage.

    Hypothse gne autosomique

    S'ils ont des enfants atteints c'est qu'ils sont porteurs.

    +

    aa x

    +

    aa

    2 types de gamtes

    a- a+ a- a-/a-[atteint] a-/a+[sain] a+ a-/a+[sain] a-/a+[sain]

    mles et femelles [+] et [m] la prsence d'une femelle [m] limine l'hypothse sur l'X

    Hypothse gne sur lX

    S'ils ont des enfants atteints c'est que la femelle est porteuse.

    +a x

    +

    aa

    2 types de gamtes

    a- a+ a-/ [atteint] a+/ [sain] a+ a-/a+[sain] a-/a+ [sain] mles [+] et [m] femelles [+] seules des considrations statistiques peuvent faire pencher pour cette hypothse en l'absence de filles [m].

  • 49

    La prsence de filles atteintes dans la descendance de parents sains dmontre que le gne en jeu est autosomique.

    Les deux couples qui ont donn naissance des enfants atteints constituent des unions consanguines. Or la consanguinit na dimportance que si les deux parents transmettent la maladie, donc si le gne en cause est autosomique.

    2) Il s'agit d'un test de complmentation destin dterminer si deux mutants sont touchs dans le mme gne ou dans des gnes diffrents.

    Puisque le phnotype [OAT ] est rcessif les cellules mises en culture, provenant d'individus atteints sont homozygotes. Ici le TCF s'effectue entre des diplodes homozygotes et on observe le ttraplode htrozygote. Le mode de raisonnement est identique au cas classique.

    L'observation du phnotype des ttraplodes (mutant x sauvage) permet de dire que dans tous les cas le phnotype [OAT-] est rcessif devant le phnotype sauvage dans les cellules en culture. Les conditions sont diffrentes de celles illustres dans le pedigree, ce test nest donc pas superflu.

    Dans les croisements du type (mutant x mutant) le diplode A est homozygote porteur d'un allle mut (au moins) du gne A. Cet allle diffrant de celui de la souche sauvage sera not (a-). Le ttraplode rsultant du croisement a reu les 2 allle (a -) du mutant A. Puisque son phnotype est [ OAT- ] c'est que les 2 autres allles sont aussi (a). L'autre diplode B est donc homozygote (a) ce qui est suffisant pour rendre compte de son phnotype [OAT].

    Donc le diplode A a pour gnotype

    aa

    et le diplode B

    aa

    Il n'y a pas de

    complmentation, les deux diplodes sont muts sur le mme gne. Le croisement s'crit: 2n A [OAT-] x 2n C [OAT -]

    1

    1

    aa

    2

    2

    aa

    4n [OAT ]

    2

    2

    1

    1

    aaaa

    On nomme les deux allles a1 et a2 afin de prciser qu'ils n'ont aucune raison d'tre

    identiques, puisquils sont le rsultats dvnements mutationnels indpendants.

    L'examen de tout le tableau montre que tous les mutants sont muts dans le mme gne.

    3) Pour cloner l'ADN copie il faut extraire l'ARN total puis isoler l'ARNm caractris par une queue polyA en 3'. L'ARN total est centrifug en gradient de sucrose et lon ne garde que ce qui est entre 5 et 16S. On limine ainsi la majeure partie des ARNt et des ARNr 18 et 28S.Cette fraction est mise sur colonne d'oligo dT. Les ARN polyA sont retenus et on les lue ensuite en augmentant la concentration en sels. Avec une amorce oligo dT comme primer

  • 50

    on fait copier l'ARNm par la rverse transcriptase. Le second brin de l'ADNc est complt par la polymrase Klenow par exemple. La boucle de rplication est limine par traitement la nuclase S1 qui ne digre que l'ADN simple brin.

    Ensuite il faut mettre des bouts collants aux fragments ainsi obtenus : Aprs traitement l'EcoRI mthylase qui rend inaccessibles les sites EcoRI en les mthylant, on fait agir une ligase en prsence de linkers EcoRI puis on digre par EcoRI.

    Par ailleurs on a prpar un plasmide digr par EcoRI. Les produits des deux digestions sont mlangs et religus. Le tout est utilis pour transformer des bactries.

    Les plasmides qui portent tous le gne de rsistance lampicilline servent pour transformer une souche bactrienne sensible cet antibiotique. Seules les cellules qui auront reu un plasmide pousseront sur un milieu contenant de lampicilline.

    Connaissant la squence de l'OAT on peut prparer une sonde synthtique qui une fois marque radioactivement servira hybrider les clones de la banque. Seuls les clones donnant une rponse positive seront tudis plus avant.

  • 51

    Carte chromosomique de la rgion portant le gne A et les 5 RFLP.

    SitesSau96I

    Sites HincII Sites RsaI Sites MspI

    Sites BanI

    Sondes R5 5ADNc

    Site de restriction constant Site de restriction polymorphe

    Dtail dans le cas de la sonde R5 et du site polymorphe RsaI :

    Gne ASites RsaI

    Sonde R5

    1,30kbp

    1,10kbp Cas d'un chromosome donnant l'haplotype B1 (chromoso Sites RsaI prsents sur ce chromosome

    Sonde R5 1,30kbp fragment

    rvl par R5

    gne

    A

    Sites MspI

    3ADNc R10

    me de type 1)

  • 52

    Cas d'un chromosome donnant l'haplotype B2 (chromosome de type 2) Sites RsaI prsents sur ce chromosome

    Sonde R5

    1,10kbp fragment rvl par R5

    Le polymorphisme le plus intressant au niveau de la population est celui que l'on trouvera le plus souvent. Pour que l'htrozygote soit le plus frquent possible il faut que les frquences des deux haplotypes soient les plus proches possible de 0,5. C'est donc le polymorphisme associ l'extrmit 3' de l'ADNc avec le site MspI qui est le plus intressant au niveau de la population gnrale (dans laquelle ont t calcules les frquences allliques). Nanmoins pour un couple donn, si celui-ci n'est pas utilisable, le fait d'en avoir plusieurs donne d'autant plus de chances de trouver un marqueur polymorphe pour lequel les parents soient htrozygotes et dans la bonne phase pour pouvoir faire un diagnostic. Analyse de la figure 2. Les individus I-2, III-7, III-9 ,III-12 ne prsentent que l'haplotype B2. Ils sont donc homozygotes pour le chromosome de type 2. et on crit leur gnotype :

    ++++

    arar

    ,,

    Les individus III-2, III-5 , III-10 ne prsentent que l'haplotype B1. Ils sont donc homozygotes pour le chromosome de type 1 et on crit leur gnotype

    ++

    arar

    ,,

    Les individus I-1, II-2, III-1, III-3, III-4, III-6, III-8, III-11 prsentent la fois

    l'haplotype B1 et l'haplotype B2. Ils sont donc htrozygotes pour le chromosome et portent un exemplaire de type 1 et un exemplaire de type 2 : et on crit leur gnotype

    +++

    arar

    ,,

    Puisque parmi les descendants III il y a la fois des homozygotes B1 et des homozygotes B2, c'est que chaque parent peut fournir les deux types. Donc tous deux sont htrozygotes B1 et B2. 4) Chacun des deux parents doit tre porteur d'un allle mut et d'un allle sauvage pour le gne de l'OAT (sauf le cas peu probable o il y aurait eu une mutation, dans ce cas un seul des 2 parents serait htrozygote porteur). Chacun produit autant de gamtes mutants que de gamtes sauvages et la probabilit pour un de leur descendant d'tre atteint est de 0,25.

  • 53

    A1 0,66 pas de site facultatif : s- Polymorphisme Sau96I-R5 A2 0,56 site facultatif prsent : s+

    II-1 est homozygote pour l'allle a- et htrozygote pour le site polymorphe Sau96I puisqu'il prsente les bandes A1 et A2. Son gnotype s'crit:

    +

    asas

    ,,

    La mre I-2 est homozygote A1 son gnotype est donc:

    +

    asas

    ,,

    Le pre a donc sur un chromosome : A2 et a - qu'il a lgu II-1. Son gnotype s'crit :

    ++

    asas

    ,,

    En supposant qu'il n'y a pas de crossing-over entre le site polymorphe et le gne OAT on peut crire le tableau de gamtes suivant : gamtes femelles gamtes mles s+, a- s, a+ s-, a-

    +

    asas

    ,,

    +

    asas

    ,,

    [A1, A2, AG] [A1, sain]

    s-, a+

    ++

    asas

    ,,

    ++

    asas

    ,,

    [A1, A2, sain] [A1, sain]

    D'aprs ce tableau on voit que II-2 est soit homozygote atteint soit htrozygote sain alors que II-3 est soit htrozygote sain mais porteur soit homozygote sain pour le gne A.

    E1 4,10 pas de site facultatif : m E2 3,40 site facultatif prsent : m+ Polymorphisme MspI-5'ADNc

    II-1 est homozygote pour l'allle a- et htrozygote pour le site polymorphe MspI puisqu'il prsente les bandes E1 et E2. Son gnotype s'crit:

    +

    amam

    ,,

    Le pre I-1 est homozygote E1, son gnotype est donc:

    +

    amam

    ,,

  • 54

    La mre a donc sur un chromosome E2 et a qu'elle a lgu II-1. Son gnotype s'crit :

    ++

    amam

    ,,

    En supposant qu'il n'y a pas de crossing-over entre le site polymorphe et le gne OAT on peut crire le tableau de gamtes suivant : gamtes femelles gamtes mles m+, a- m, a+ m-, a-

    +

    amam

    ,,

    [E1, E2, AG] +

    amam

    ,,

    [E1, sain]

    m-, a+

    ++

    amam

    ,,

    ++

    amam

    ,,

    [E1, E2, sain] [E1, sain]

    D'aprs ce tableau on voit que II-3 peut aussi bien tre homozygote sain qu'htrozygote atteint alors que II-2 est htrozygote sain mais porteur.

    Chaque polymorphisme a permis de marquer l'allle mut d'un parent. Mais pour ce mme polymorphisme l'autre parent est homozygote. Ce n'est ici que la combinaison des deux qui permet un diagnostic complet : les deux enfants II-2 et II-3 sont de phnotype [sain].

    On peut tablir la phase des 3 marqueurs. II-1 a reu de son pre : (s + a - m) et de sa mre (s a - m+) , ce qui permet d'crire le pedigree avec les gnotypes complets et de voir que les deux enfants II-2 et 3 sont porteurs

    I-1 x I-2

    ++

    masmas

    ,,,,

    x ++

    masmas

    ,,,,

    [A1, A2, E1, sain] [A1, E1, E2, sain]

    II-1 II-2 II-3

    ++

    masmas

    ,,,,

    ++

    masmas

    ,,,,

    ++

    masmas

    ,,,,

    [A1, A2, E1, E2, AG] [A1, A2, E1, sain] [A1, E1, E2, sain] mais porteur mais porteur

    Cette mthode n'est valable que 1. si les sites polymorphes sont assez proches pour que le risque de CO entre le site et le

    gne soit infime 2. si les parents sont htrozygotes et dans la mme phase lorsque l'on n'a qu'un

    polymorphisme.

    1\) Formes du gneStatistiques par type mutationnel

    2\) Phnotype: Influence du milieu3\) Phnotype des mutants de PAH4\) Etude in vitro5\) Autres influences6\) Frquence des htrozygotesBibliographieU

    1\) Formes du gne2\) Phnotype: Influence du milieu3\) Phnotype des mutants de PAH4\) Etude in vitro5\) Autres influences6\) Frquence des htrozygotesBibliographieLes facteurs de coagulation sanguine

    Corrig Maladies de la coagulationConsidrations statistiquesFamille A : la maladie est hrditaire, dominante et autosom

    RappelCRM+CRM-Squences de diffrentes formes allliques du facteur IX

    Diagnostic prnatal de latrophie gyre.Bibliographie

    Corrig: Diagnostic prnatal de latrophie gyre.Hypothse gne autosomique