EXERCICES DE GENETIQUE ET DE ... - genet.univ-tours.fr

1 EXERCICES DE GENETIQUE ET DE GENETIQUE MOLECULAIRE PARTIE I Ces EXERCICES d applications de cours ont pour but de pr senter les principales notions de la g n tique fondamentale. Ils sont propos s avec un corrig . Quelques mots cl s indiquent les points abord s par chaque sujet. Polymorphisme et Ph nylc tonurie 2 Cons quences de diverses mutations sur le ph notype, interactions entre g nes et avec l environnement Maladies de la coagulation 14 Etudes de pedigrees.

2 Calculs de probabilit Dystrophie des ceintures 33 Pedigree, test de compl mentation fonctionnelle, diagnostic pr natal Facteur IX 38 Traduction, les mutations et leurs cons quences au niveau des prot ines Diagnostic pr natal de l atrophie gyr e 43 Test de compl mentation fonctionnelle, cellules eucaryotes, diagnostic pr natal Monique MASSELOT G n tique Universit P.

3 Et M. Curie, Paris. 2 Polymorphisme et ph nylc tonurie Les sympt mes cliniques de la ph nylc tonurie sont une grave arri ration mentale et des troubles du caract re. La plupart des sujets atteints de ph nylc tonurie et non trait s, sont victimes d'un retard mental extr mement s v re. Le poids du cerveau de ces individus est au-dessous de la moyenne, la my linisation de leurs nerfs est d fectueuse et leurs r flexes sont hyperactifs. L'esp rance de vie des ph nylc tonuriques non trait s est consid rablement raccourcie. 50% d'entre eux sont morts l' ge de vingt ans, et les trois quarts l' ge de trente ans.

4 Cette atteinte du cerveau est due l'effet toxique d un exc s de ph nylalanine (Ph ). Cet exc s de ph nylalanine est d un d ficit en ph nylalanine hydroxylase qui catalyse la transformation de Ph en Tyrosine (figure 1). La ph nylalanine non utilis e s accumule. La ph nylalanine hydroxylase active qui catalyse la transformation est un homo t tram re qui interagit avec la t trahydrobiopt rine comme cofacteur. Ce cofacteur est recycl cycliquement. 1 ) Formes du g ne Le g ne qui code la ph nylalanine hydroxylase (PAH) est situ sur le bras long du chromosome 12 (bande ). Il est long de 90kbp et contient 12 exons.

5 L ARNm mature correspondant fait 2,4kbp. On conna t actuellement 463 formes diff rentes (all les) de ce g ne, qui entra nent ou non des ph notypes modifi s. Statistiques par type mutationnel Type de mutation No. Repr sentation graphique % Faux sens 291 D l tion 60 Epissage 52 Silencieuse 26 Non sens 24 Insertion 6 Tableau 1. R partition de la plupart des formes all liques du g ne PAH. Expliquez en quoi consiste chacun de ces types mutationnels. Se d finissent-ils au niveau de l ADN ou dans les cons quences au niveau prot ique ? En conclusion faites un tableau des modifications de l ADN et des cons quences qu elles entra nent sur une prot ine En observant la structure du code g n tique donnez une m thode pour d terminer ce que la modification d une base pourrait entra ner au niveau prot ique.

6 Prenez comme exemple l arginine en consid rant les 6 codons possibles. 3 Parmi les all les du g ne PAH on trouve de nombreux cas o Arg (R) est remplac par un autre acide amin (ou un stop=X). Pour une m me position, on peut trouver diff rents AA, d une position l autre les rempla ants ne sont pas les m mes (voir tableau 2). Quelles sont les causes de ces diff rences. D terminez pour chaque cas, le triplet d origine du brin non transcrit de l ADN. Position o Arg (R) est trouv dans la s quence de l all le de r f rence 176 241 243 252 261 413 AA trouv cette position chez diff rents all les 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.

7 Quelques formes all liques du g ne PAH. 2 ) Ph notype : Influence du milieu Un couple a d j un enfant de sexe m le atteint de PKU et g de9ans. La ph nylalanine plasmatique atteint un taux sup rieur 1000 m/l (lorsque l enfant ne suit aucun r gime). Chez le second enfant, la PKU est diagnostiqu e la naissance (par le test de Guthrie ). Ce second enfant est imm diatement soumis un r gime strict qui maintient son taux s rique un niveau normal (120 m/l). Actuellement le second enfant a 2 ans et demi et pr sente un d veloppement normal tant physique que mental alors que son fr re de 11 ans pr sente un retard mental s v re (QI de 30).

8 L tude g n tique des deux enfants a permis de montrer qu ils taient tous deux porteurs des deux m mes formes mut es pour le g ne PAH. (un all le R408W et l autre R252W). Quelle conclusion s impose ? Donnez une d finition g n rale du ph notype. 3 ) Ph notype des mutants de PAH Parmi les 463 formes diff rentes du g ne PAH on a pu en caract riser quelques unes :31 modifications de la s quence prot ique de l enzyme n entra nent aucune modification de l individu ni de son taux de ph nylalanine s rique. Parmi les autres formes on distingue 4 cas . un taux de Ph s rique sup rieur la normale mais inf rieur 600 m/l.

9 Les sujets qui portent de tels all les ne pr sentent aucun des signes cliniques de PKU ils ont juste une hyperph nylalanin mie (HPA non PKU) avec une alimentation normale. un taux s rique qui atteint ou d passe 1000 m/l avec la n cessit d un r gime pour viter les atteintes c r brales si la dose journali re tol rable de ph apport e dans les aliments est comprise entre 400 et 600mg/jour la forme de PKU est l g re si la dose journali re tol rable de ph apport e dans les aliments est comprise entre 350 et 400mg/jour la forme de PKU est mod r e si la dose journali re tol rable de ph apport e dans les aliments doit tre inf rieure 250mg/jour la forme de PKU est classique.

10 4 Parmi les all les vus pr c demment certains ont pu tre class s car on disposait de sujets porteurs de la m me mutation sur les deux chromosomes homologues (homozygotes). Le tableau 3 montre les r sultats. forme mut s ph notype ph s rique (sans r gime) tol rance pour phe I65T mod r fort 608 m/1 400 mg/j D129G l ger 130 m/1 >500 mg/j R176L HPA non PKU 119 m/l alimentation normale R252W classique >1500 m/l <300mg/j R261Q mod r fort 1200 m/l <600mg/j R261X classique >1500 m/l <300mg/j R408W classique >1200 m/l