III4 est malade. Il possède donc au moins un allèle muté dans son génotype.

Cet allèle lui a été transmis par l’un de ses parents.

Or aucun de ses parents n’est malade.

L’allèle muté est donc récessif.

La mucoviscidose est une maladie grave associant troubles digestifs et respiratoires. Ces troubles, qui s'aggravent avec l'âge, sont dus à une viscosité excessive des sécrétions des glandes muqueuses de l'organisme.

Un individu sans antécédents familiaux connus a un risque sur 22 d'être hétérozygote pour le gène considéré.

Calculer le risque pour un couple pris au hasard dans la population d'avoir un enfant atteint.Calculer le risque pour le couple III1 – III2, d'avoir un enfant atteint.

Couple pris au hasard. [ 1/32 x 1/32 ] x 1/4 = 1 risque sur 4096

Couple III1 et III2. [ 1/32 x 1/2 ] x 1/4 = 1 risque sur 256

L'arbre généalogique ci-contre indique la transmission dans une famille d'une anomalie héréditaire, la brachydactylie, caractérisée par des mains à doigts très courts.

L’hypothese « allele recessif » n ’est pas invalidé par l’étude de l’arbre généalogique.

Mais cela voudrait dire qu’aux générations I, II et III les personnes malades rencontrent au hasard dans la population un individu hétérozygote.

Une mutation étant un evenement toujours rare, c’est statistiquement impossible. L’allele muté doit donc être considéré comme dominant

Le syndrome de Lesch-Nyhan est une forme de paralysie héréditaire rare, entraînant généralement la mort avant la puberté. Cette maladie est caractérisée, entre autres symptômes, par une hypersécrétion d'acide urique.

Seuls les garçons sont touchées par la maladie. Le gene responsable semble donc porté par un autosome.

Un garçon malade n’a aucun de ses parents malade. L’allele muté est donc recessif. Il ne peut être porté par le chromosome Y

Le gène est donc porté par le chromosome X

nXnX

nXY

Utilisation des enzymes de restriction.

De l’évaluation d’un risque à l’établissement d’un diagnostic prénatal

Enzyme de restriction. (1965)

Endonucléase produits par les microorganismes qui coupent la molécule d’ADN en des sites bien précis spécifique de chaque enzyme.

Enzyme EcoR1AATGCGTGATTCATTGCGTTATTACGCACTAAGTAACGCAAT

GATTCCTAAG

ATTCG

GCTAA

Enzyme Hind III--------AAGCTT----------------TTCGAA----------------A--------TTCGA

AGCTT--------A--------

La famille dont l’arbre généalogique est reproduit ci contre présente des cas de drépanocytose, maladie affectant les globules rouges et lié à la présence d’une hémoglobine anormale HbS à la place d’une hémoglobine normale HbA

HbA … Pro Glu Glu …

Allele A … CCT GAG GAG …

HbS … Pro Val Glu …

Allele S .. CCT GTG GAG …

En quoi la digestion par une enzyme de restriction présentera t’elle un intérêt pour établir un diagnostic prénatal chez l’embryon à naître ?

Enzyme EcoR1 Hind III Mst II Hae III Bam I

Site de restriction G/AATTC A/AGCTT CT/GAGG GG/CC G/GATCC

Utilisation d’enzymes de restriction pour le diagnostic prenatal.

gène normal

gène muté

mutation

La mutation fait disparaître un site de restriction.

Coupure par enzyme de restriction

Comment reveler la différence de longueur des fragments de restriction ?

Methode du Southern Blot.

Introduction d’enzyme de restriction dans les tubes 1 et 2.

Chaque tube reçoit l’enzyme de restriction

A l’intérieur de chaque tube les enzymes de restrictions vont fragmenter l’ADN

Prelevement des échantillons

Mettre en route l’electropherese

Les fragments d’ADN migrent d’autant plus vite vers l’anode qu’ils sont petits.

Ces fragments ne sont pas visibles dans le gel. Il va falloir les reveler.

Dans la gelose se trouvent les fragments d’ADN. Ces fragments ne se voient pas à l’œil nu. Il va falloir les reveler.

Un traitement alcalin va permettre de dénaturer les doubles brins d’ADN en simple brins

Une membrane de nitrocellulose ou de nylon est alors apposée sur le gel

Du papier absorbant est alors placé sur la membrane de nitrocellulose

Par capillarité les brins d’ADN sont transférés sur la membrane de nitrocellulose

La membrane est alors une véritable réplique du gel d’agarose

On plonge la membrane de nitrocellulose dans une solution d’hybridation. La solution contient des sondes spécifiques de la

séquence recherchée.

mutation

L’hybridation correspond à la reconnaissance spécifique de la sonde radioactive avec une partie des fragments d’ADN

On applique alors un film radiographique à la surface de la membrane. Les radiations émises permettront l’impression

du film photographique

C’est ce qu’on appelle une autoradiographie.

De cette maniere la taille des différents fragments de restriction est rendue visible.

Quand la mutation fait disparaître le site de restriction, et avec un choix de sonde adapté, la longueur des fragments de restriction est

différente en fonction des individus.

En utilisant Mst II on pourra visualiser la presence de l’allele muté ou de l’allele normal. La mutation fait disparaître un site de restriction.

gène normal

gène muté

mutation

Coupure par enzyme de restriction

Analyse par électrophorèse

Profil anormal : gène étudié porte une anomalie

Mst II Mst II Mst II

0,2 kb 1,1 kb

I

II

1 2 3

I1 I2 II1 II2 II3

1,3 kb

1,1 kb

SONDE

La mutation qui fait disparaître un site de restriction est toujours un cas exceptionnel. La plupart du temps la mutation n’est pas connu. On travaille alors sur les sites de restriction situés à coté du gène et dont la présence est facultative en fonction des individus.

CF

1,2 kb 1,4 kb 0,7 kb

SONDE

La presence ou l’absence d’un site de restriction situé à coté du gène est totalement indépendant de la présence ou de l’absence d’un allele muté.

Mais on va essayer dans un cas familial d’associer la presence ou l’absence d’un allele muté à la presence ou l’absence d’un site de restriction.

I

II

1 2 3

1,2 kb 1,4 kb 0,7 kb

SONDE

CF

I1 I2 II1 II2 II3

I

II

1 2 3

1,2 kb 1,4 kb 0,7 kb

SONDE

CF

II2

1,4 kb

1,2 kb

2,1 kb

L’enfant II2 est malade. Il porte donc au moins un allele muté. Cet allele est apporté par l’un des deux parents. Or aucun des parents est malade.

L’allele muté est donc recessif. L’enfant malade est de genotype (m//m)

La digestion par l’enzyme de restriction donne deux fragments à 1,2 kb et 2,1 kb.

Sur le chromosome sont donc liés la présence de l’alléle muté et l’absence du site de restriction

I

II

1 2 3

1,2 kb 1,4 kb 0,7 kb

SONDE

CF

I1 I2

1,4 kb

1,2 kb

2,1 kb

Les parents sont hétérozygotes (N//m)

La digestion par enzyme de restriction donne trois fragments.

Les fragments 2,1 kb et 1,2 kb correspondent au chromosome portant l’allele m

Le fragment à 1,4 kb correspond à l’autre chromosome, qui porte l’allele N. Sur ce chromosome, à coté de l’allele N, il y a donc un site de restriction.

I

II

1 2 3

m

II3

N

Le genotype des parents peut donc se representer comme ceci:

L’enfant II3 possede aussi trois fragments de restriction.

Les fragments 2,1 kb et 1,2 kb correspondent à un chromosome portant l’allele m

Les fragments 2,1 kb et 1,4 kb correspondent à un chromosome portant l’allele N

L’enfant sera donc de genotype (N//m). Il ne sera pas malade mais portera l’allele muté

La presence ou l’absence de sites de restriction à proximité d’un gène n’est pas une caractéristique de

l’espece mais de l’individu.

Il est donc impossible de généraliser à partir d’un cas. Chaque cas sera différent.

1,2 kb 1,4 kb 0,7 kb

SONDE

CF

I1 I2 II1 II2

1,2 kb 1,4 kb 0,7 kb

SONDE

CF

I1 I2 II1 II2a II2b

1,2 kb 1,4 kb 0,7 kb

SONDE

CF

I1 I2 II1 II2a II2b II2c