Génétique 4 Flashcards
Cytogénétique
Qu’est-ce qu’un caryotype?
Classement des chromosomes selon un ordre établi par entente internationale
Que permet un caryotype?
- D’analyser la structure des chromosomes
- De comparer les 2 homologues
Première étape de l’établissement d’un caryotype?
La première étape consiste à compter le nombre de chromosomes
Sur quoi se base l’analyse des chromosomes?
- La taille des chromosomes (plus grand au plus petit)1-22, 23 est classé a part.
- La forme des chromosomes
- Le marquage particulier à chacun des chromosomes,en particulier l’analyse en bande G
Par quoi est déterminé la forme des chromosomes?
Position du centromère
Est-ce que la forme d’un chromosome est toujours la même?
Oui à l’intérieur d’une même pair mais varie d’une pair a l’autre
Est-ce que tout les chromosomes ont la même forme?
Non
Nomme les 3 sortes de formes d’un chromosome.
Métacentrique
Submétacentrique
Acrocentrique
Acrocentrique?
Position du centromère à une extrémité entraîne un très petit bras court
Submétacentrique?
Position du centromère entraîne 2 bras asymétriques
Métacentrique?
Position du centromère au centre entraîne 2 bras symétriques
Par quoi sont désignés les régions dans un bras de chromosome?
Par des chiffres
ex: 7q11.2
p = bras court
q = bras long
Que signifie 7q11.2?
Bras long
Chromosome 7
Région 11.2
Est-ce que le marquage en bande (GTG) est constant pour une paire donnée de chromosome?
Oui, mais ce n’est pas le même pour des paires différentes
Décrit le marquage en bandes GTG.
- Marquagedes bandes G (sombre) bbtenu après traitement à la trypsine et coloration au Giemsa
- Marquage utilisé en routine dans les laboratoires de cytogénétique
Quels sont les deux façons d’obtenir des cellules en métaphase?
- Spontanément (ex: fibroblastes de la peau ou tumeurs)
- Par stimulation: lymphocytes T sanguins peuvent se diviser suite à la stimulation par la PHA
Normalement, les lymphocytes restent en phase G0, une phase quiescente de l’interphase, jusqu’à ce qu’ils soient activés par un antigène spécifique. La PHA peut imiter cette activation antigénique, conduisant les lymphocytes à entrer dans le cycle cellulaire et à se diviser.
Que nécessite l’obtention des chromosomes?
- Une culture cellulaire
- Arrêt du cycle cellulaire en métaphase en ajoutant inhibiteur du fuseau mitotique (Colcemid) donc chromosome dans sa phase la plus condensée
- Récolte des chromosomes après un traitement hypotonique de la cellule
Qu’est-ce que la formule chromosomique?
C’est la composition en chromosomes d’une cellule donnée.
formule permettant de decrire le caryotype d’un individu ainsi que ses mutations si elles existent :
1)#total chrom
2)gonosome
3)anomalie chrom
De quoi est constitué la formule chromosomique?
- Le nombre total de chromosomes par cellule
- Les gonosomes (XX ou XY)
- L’indication de l’anomalie chromosomique, s’il y en a une
Anomalie ou non? 46,XY
Non
Anomalie ou non? 47, XX, +13
Oui, trisomie 13
Décrit la composition des chromosomes normale.
- 46,XX chez la femme
- 46,XY chez l’homme
Exemples de la composition des chromosomes anormale?
- 47,XX,+13 chez une fille avec 3 chromosomes 13 ou trisomie 13
- 45,X chez une fille avec un seul chromosome X
Combien de cellules doit-on analyser au minimum pour déterminer la constitution chromosomique d’un individu?
10
De quoi parle-t-on si on retrouve deux types ou plus de cellule chez le même individu?
Mosaicisme
Qu’est-ce que le mosaicisme?
Anomalie chromosomique lorsque les types cellulaires proviennent d’un même zygote
Cause du mosaicisme?
Due à des anomalies dans la ségrégation mitotique des chromosomes
Que sont les anomalies chromosomiques?
Modifications de l’euchromatine des chromosomes
Est-ce que le anomalies chromosomiques touchent plusieurs gènes?
Oui car elles sont memes visibles au microscope !
Est-ce que les anomalies chromosomiques sont visibles au microscope?
Oui
Quelle anomalie chromosomique a un effet sur le phénotype?
Celle qui modifie la quantité d’euchromatine dans le génome car permet l’expression !
Quelle anomalie chromosomique n’a pas un effet sur le phénotype?
Lorsque l’anomalie ne touche que l’hétérochromatine
on parle de variant chromosomique
Nomme les deux grands types d’anomalies chromosomiques.
- Anomalies de nombre
- Anomalies de structure
Qu’est-ce qu’une polyploidie?
Addition d’un ou plusieurs complément haploïde (n)
Exemple de polyploidie?
- Triploïdie: 69,XXX (3n)
- Tétraploïdie: 92,XXXX (4n)
Aneuploidie?
Touche une seule paire d’homologue dont le nombre est augmenté ou diminué
Aneu = anormal donc 1 ou 3 ou plus
Exemples d’aneuploidie?
- Trisomie: 47,XY,+21 (3 chromosomes 21)
- Monosomie: 45,X (1 seul chromosome X)
Cause la plus fréquente (84%) de la triploidie?
Diandrie
Qu’est-ce que la diandrie?
Fécondation d’un ovule par 2 spermatozoïdes ou dispermie
Symptôme d’une diandrie?
- Retard de croissance important
- Kystes du placenta
- Peu viable
Cause plus rare d’une triploidie?
Digynie (cause maternelle) ou il y a 2n chrom dans l’ovule plus le n du pere venant de son spermatozoide
Gynie = genitrice momdouce
Symptômes d’une digynie?
- Placenta hypotrophique
- Syndactylies 2-3 (fusion des doigts)
- RCIU : retard de croissance intra-utérin, en gynécologie, désigne une situation où le fœtus présente une croissance insuffisante dans l’utérus par rapport à son âge gestationnel.
Qu’est-ce que l’aneuploidie?
Anomalie du nombre d’une (seule) paire de chromosome (augmenté ou diminué) : trisomie ou monosomie par ex.
De quoi résulte une aneuploidie?
Une aneuploïdie peut résulter d’une ségrégation inappropriée des chromosomes pendant la métaphase de la méiose I ou de la méiose II.
Qu’entraine une non disjonction en mitose?
Mosaicisme tissulaire
La non-disjonction est une erreur de séparation des chromosomes homologues ou des chromatides sœurs durant la méiose ou la mitose, résultant en une répartition inégale du matériel génétique entre les cellules filles.
Est-ce que tout les monosomies d’un chromosomes ne sont pas viable?
Faux, syndrome de turner 45,X
Facteur de risque pouvant causer l’aneuploidie?
Maman de plus de 35 ans car fuseau mitotique peut etre disfonctionnelle et donc on aurait des erreurs de non disjonction.
Type le plus fréquent de non dysjonction?
En méiose 1
Décrit la non-dysjonction en méiose 1.
Deux chromosomes homologues (différents du même parent) demeurent dans le même gamète
À quoi sert la méiose 2?
- Division équationnelle
- Sert à séparer les chromatides soeurs
À quoi sert la méiose 1?
- Division réductionnelle
- Sert à la séparation des 2 homologues, i.e. sep des bivalents
Explique la non-dysjonction en méiose 2.
Deux chromatides sœurs demeurent dans le même gamète (donc 2 chromosomes identiques sauf pour les recombinaisons subies)
> 90% des trisomies origine de la méiose _______
maternelle
Quelle est la seule trisomie qui résulte d’une erreur en méiose 2 le plus souvent?
18
Vrai ou faux? Effet de l’âge maternel est présent pour les erreurs en méiose 1 et en méiose 2.
Vrai
Nomme des facteurs de risque pour la non-dysjonction en tout âge.
L’absence de recombinaisons et les recombinaisons en positions télomériques (meiose 1)
Sans recombinaison, les chromosomes homologues peuvent ne pas s’aligner ou se séparer correctement pendant la méiose, augmentant ainsi le risque d’une distribution inégale des chromosomes aux cellules filles, conduisant à une aneuploïdie.
Pourquoi l’’absence de recombinaisons et les
recombinaisons en positions télomériques sont
des facteurs de risque pour la non-dysjonction à
tout âge?
- Erreur de méiose 1
- Le bivalent ségrégerait de façon plus ou moins indépendante
La recombinaison en position télomérique est moins fréquente et peut contribuer au risque de non-disjonction, car elle peut ne pas fournir suffisamment de tension ou de stabilité pour un appariement et une séparation appropriés des chromosomes homologues durant la méiose. La recombinaison habituellement se produit plus centralement sur les chromosomes, aidant à maintenir les chromosomes ensemble jusqu’à leur séparation adéquate ; une recombinaison télomérique peut être moins efficace pour garantir ce processus.
Quel est un facteur de risque chez la femme âgée pour la trisomie?
Les recombinaisons péricentromériques et la qualité du fuseau de division qui est réduite !
Pourquoi les recombinaisons péricentromériques sont-il un facteurs de risque?
- Erreur en M2
- Interfèrerait avec la cohésion normale des chromatides soeurs: perturber l’orientation normale et la séparation des chromosomes homologues durant la méiose. Les centromères jouent un rôle crucial dans l’attachement des chromosomes aux fibres du fuseau et leur alignement correct sur la plaque métaphasique.
Quel est l’effet de l’âge maternel avancé sur le fuseau mitotique?
Patrons des recombinaisons
Vieillissement du fuseau mitotique
__% des conceptions sont des syndrome de Turner.
2
__% des syndrome de Turner résultent en avortements spontanés
90
90% des syndrome de Turner résultent en avortements spontanés. Pourquoi?
œdème généralisé du fœtus/embryon
Cause du syndrome de Turner?
Non-disjonction dans les gamètes paternels
Symptôme d’un syndrome de Turner (45, X)?
- À la naissance: phénotype variable, intelligence normale
- Le plus constant: courte taille proportionnée et dysgénésie gonadique : mauvais developement et fct des gonades.
Le syndrome de Turner a un phénotype f ou h?
Féminin
Symptômes neurologique de Turner?
Difficultés spatio-temporelles, d’attention possibles
Formule chromosomique de Turner?
Formule chromosomique 45,X dans
* 55% des cas de façon homogène
* 20% en mosaïque
ou 25 % une anomalie de structure chromosomale :
Phénotype du syndrome de Klinefelter (47, XXY)?
Masculin
Symptômes du syndrome de Klinefelter?
- Intelligence normale mais légèrement diminuée p/r à fratrie
- Difficultés d’apprentissage fréquentes
- Grande taille
- Hypogonadisme (petits testicules)
- Infertilité (possible avec nouvelles technologies reproductives)
- Risque de gynécomastie
- Caractères sexuels secondaires peu développés
Phénotype du triple X?
Féminin
Symptômes du triple X?
- Intelligence normale mais légèrement diminuée p/r à fratrie
- Difficultés d’apprentissage fréquentes
- Grande taille
- Pas de malformation ou de dysmorphies
- Fertilité normale bien que certains cas d’insuffisance ovarienne
Phénotype de XYY?
Masculin
Symptômes du XYY?
- Intelligence normale mais légèrement diminuée p/r à fratrie
- Difficultés d’apprentissage
fréquentes - Impulsivité possible
- Fertilité normale
*IGF2»H19
Quelle est la première anomalie chromosomique décrite chez l’humain?
Trisomie 21
Avec quoi augmente l’incidence du syndrome de Down?
Avec l’âge maternel
Par quoi est causé 95% des trisomies 21?
Une non disjonction méiotique lors de la méiose maternelle, contrairement a turner ou cest paternel mais avec chrom sexuel.
Traits de la trisomie 21?
- Retard mental léger à modéré
- Bon tempéremment
- Hypotonie
- Occiput plat
- Visage rond
- Orientation des fentes palpébrales vers le haut
- Replis épicanthiques
- Protrusion de la langue
- Plis palmaires transverses
- Clinodactylie 5è doigts
- Malformations cardiaques 40% (canal atrio-ventriculaire)
- Malformations gastro-intestinales 12% (atrésie duodénale, de l’œsophage)
- Risque de leucémie ~1%
Traits de la trisomie 13?
- Retard mental sévère
- Fente labio-palatine
- Polydactylie
- Malformation cérébrale sévère (holoprosencéphalie)
- Malformations cardiaques, rénales et autres
- Anomalies létale le plus souvent
Survie d’une trisomie 13?
7 jours
Traits de la trisomie 18 (syndrome d’Edward)?
- Retard mental sévère
- Retard de croissance
- Mains fermées
- Pieds en piolets
- Malformations cardiaques, digestives, rénales
fréquentes - Anomalie létale le plus souvent
Qu’est-ce qu’une anomalie de structure chromosomique?
- Modifications dans la forme des chromosomes
- Presque toujours dues à des cassures
Un chromosome peut être le site d’une ou de plusieurs _________ transversales.
cassures
Est-ce que plusieurs chromosomes peuvent subir des cassures en même temps?
Oui
Qu’on tendance à faire les points de cassures?
À se recoller entre eux
Un fragment chromosomique qui ne s’est pas recollé persiste dans les cellules filles au cours des divisions cellulaires seulement s’il contient un _____________.
centromère
Qu’est-ce qui peut se passer suite à une cassure?
- le fragment peut se perdre,
- se recoller exactement comme il était avant la cassure (on ne le verra pas),
- se recoller différemment (au même endroit ou ailleurs)
Qu’est-ce qu’une délétion?
Perte de matériel sur un chromosome
Décrit le syndrome du cri-du-chat.
- Délétion terminale du bras court du chromosome 5
- Retard de croissance
- Cri caractéristique à la naissance
- Retard mental
Qu’est-ce qui se passe dans la délétion interstitielle?
- Deux cassures à l’intérieur d’un même bras chromosomique
- Perte du matériel entre les 2 points de cassure (fragment acentrique)
- Fusion aux 2 points de cassure
Qu’est-ce qui se passe si les cassures affectent le même bras chromosomiques et qu’il n’y a pas de perte du segment?
Le segment chromosomique peut se recoller à l’envers ce qui entraînera une inversion paracentrique
Qu’est-ce qui se passe si les cassures affectent chacun des bras chromosomiques (le bras court p et le bras long q) et est donc de part et d’autre du centromère?
Le segment chromosomique peut se recoller à l’envers ce qui entraînera une inversion péricentrique
Ce type d’inversion change la position du centromère
péri = inclus le centre
Qu’est-ce qui produit une translocation?
- Lorsqu’il y a deux cassures qui se produisent sur deux chromosomes différents
- Qu’il y a échange de matériel chromosomique
- Recollage des segments
Nomme les deux sortes de translocation.
- la translocation réciproque
- la translocation robertsonienne
- équilibré ou déséquilibré
p?
Bras court
q?
Bras long
Décrit la translocation réciproque équilibrée.
- Entre chromosome non homologue
- Ne fait pas varier le nb de chromosome
- Pas de perte de matériel
- Pas d’effet sur le phénotype
Quel est le risque chez les personnes atteintes de translocation réciproque équilibrées?
Si ségrégation non-équilibrée, risque:
* de phénotype anormal chez les descendants
* de fausse couche
* d’infertilité
Que peuvent contenir les gamètes d’un porteur d’une translocation réciproque équilibrée?
- deux chromosomes normaux;
- deux chromosomes transloqués mais équilibrés (comme le parent porteur);
- un chromosome transloqué et un normal.
Qu’est-ce qui peut se passer si papa ou maman transmet un chromosome transloqué et un normal?
zygote anormal avec : monosomie ou trisomie partielles combinées
Quand survient une translocation robertsonnienne?
Survient après cassures et recollement au niveau des centromères des chromosomes acrocentriques
Effet d’une translocation robertsonnienne?
*il y a alors fusion centrique des deux chromosomes.
* Fait varier le nombre de chromosomes (45 chromosomes).
* S’accompagne d’une petite perte de matériel (les petits bras courts des deux chromosomes acrocentriques) qui sont constitués d’hétérochromatine
Est-ce que la translocation robertsonnienne a un effet sur le proteur?
Non, mais risque de ségrégation non-équilibrée
Décrit la formation d’une translocation robertsonnienne avec 14 et 21.
- Après cassures au centromère du chromosome 14 et au centromère du chromosome 21,
- Il y a fusion des bras longs des deux chromosomes acrocentriques et formation d’un chromosome transloqué (14;21).
- Un porteur de la translocation équilibrée a 45 chromosomes
Nomme d’autres anomalies de structure.
Duplication (duplication d’un segment contigû)
Insertion (segment inséré dans un autre endroit)
Chromosome dicentrique (2 centromères)
Chromosome en anneau
Nomme 3 méthodes de détection des anomalies chromosomiques.
- Caryotype
- FISH
- Micropuces
Que permet la cytogénétique moléculaire?
Permet d’étudier le génome humain d’une façon plus fine que le caryotype standard
Définition de FISH?
Appariement d’une séquence d’ADN connue d’acides nucléiques (la sonde) et marquée avec une molécule fluorescente à une ou des séquences complémentaires qu’on veut étudier
Sur quoi se fait FISH?
- Métaphase
- Interphase
- Frottis
- …
Sur quoi se base l’hybridation?
Sur la complémentarité AT CG
Comment fait-on de l’hybridation?
En dénaturant et renaturant l’ADN
Explique les étapes de la FISH.
- Dénaturation de la sonde et de l’ADN à étudier
- Hybridation des 2 ADN simple brin et renaturation
- Visualisation au microscope fluorescent
Résolution caryotype vs FISH?
10 Mb vs 100-150 Kb
Nomme les types de sondes.
- Peinture chromosomique
- Sondes centromériques
- Sondes télomèriques
- Sondes à séquence unique
Qu’est-ce que la sonde à séquence unique?
Sonde qui utilise une séquence d’une région spécifique du génome où l’ADN n’est pas répétitif
Dans quoi est utilisé la sonde à usage unique?
- Microdélétion
- Microduplication
Applications de FISH?
- Préciser une anomalie vue en cytogénétique classique et qui n’a pu être identifiée précisément en raison de sa complexité
- Diagnostic de micro-remaniements chromosomiques, non visibles au caryotype
- FISH interphasique pour le diagnostic rapide
Que sont les micro-remaniments?
- Syndromes associés à une microdélétion chromosomique récurrente
- Syndromes associés à une microduplication chromosomique récurrente
- Remaniements cryptiques de d’autres régions
Délétion du syndrome de DiGeorge?
22q11.2
Phénotype clinique du syndrome de DiGeorge?
- Dysmorphie
- Cardiopathie conotroncale (qui atteint les voies de chasse du cœur)
- Anomalie du palais (fente ouverte à insuffisance vélo-palatine)
- Hypoparathyroidie
- Hypoplasie du thymus (déficit immunitaire possible)
- Retard psychomoteur (déficience intellectuelle rare; difficultés d’apprentissage fréquent)
- Retard de croissance
__% des délétions surviennent de novo. DIGeorge
93
% de transmission pour un atteint de DiGeorge?
50%
Décrit le mécanisme des microdélétions récurrentes.
- Séquences répétées similaires à l’extérieur de la région fréquemment délétée
- Recombinaison homologue non allélique durant la méiose
- Délétion de la région entre les répétitions
- Duplication de la région entre les répétitions
Phénotype du syndrome de Williams?
*Déficience intellectuelle
*Retard de croissance
*Lèvres proéminentes
*Iris “en étoile”
*Sténose aortique supravalvulaire, sténose pulmonaire
Est-ce que le syndrome de Williams apparait souvent de novo?
Oui
Prince williams = surgiende novo dans l’equation
Qu’a de différent les microduplications vs délétions au mm endroit?
Phénotypes peu distinctifs, moins typés
Phénotypes moins sévères
Plus difficiles à suspecter cliniquement a priori
L’hybridation in situ en interphase, ie sur noyaux sans culture cellulaire s’avère indispensable pour la détection d’anomalies de nombre ou d’anomalie de structure dans les cas où:
- L’index mitotique est peu élevé (ex cellules néoplasiques)
- Un résultat rapide est nécessaire (ex diagnostic prénatal, oncologie)
- Pour un diagnostic d’une mosaïque/clone faible pour une aneuploïdie ou pour une anomalie clonale précise
Avantage du FISH interphasique?
Pas besoin de mitose!
Nomme un important facteur diagnostique et
pronostique dans les Leucémie Myéloide Chronique et Leucémie Aigue Lymphoblastique non visible au caryotype.
Translocation 9;22 impliquant la fusion de BCR et ABL
Principes de l’hybridation génomique comparative?
- Comparaison de l’ADN d’un patient avec un ADN contrôle
- Cette comparaison s’effectue grâce à l’hybridation de ces ADN marqués en fluorescence (patient + contrôle) sur un support d’ADN
- Se base sur les mêmes principes d’hybridation (dénaturation et renaturation) de la FISH
- Intensité de la fluorescence hybridée sur un segment donné contrôle vs patient évaluée par un ordinateur
À quoi compare-t-on l’ADN d’un patient avec micropuce?
À un ADN de référence
Qu’est-ce qui se passe si on observe un surplus de séquences par rapport à cet ADN de référence?
Duplication de la séquence pour le patient
Qu’est-ce qui se passe si on observe une perte de séquences par rapport à cet ADN de référence?
Délétion pour le patient
Préparation de l’hybridation comparative micropuce?
- Extraction de l’ADN du patient et du contrôle
- Les deux ADN sont appliqués sur la puce avec des marqueurs fluorescent différents
- Un ordinateur mesure les degrés de fluorescence
- Génération d’un diagramme
Décrit la micropuce BAC.
- Sondes de la taille d’une sonde de FISH
- Résolution de l’analyse moins grande
Décrit la micropuce oligonucléotides.
- Meilleure résolution vs BACs
- Sondes oligonucléotides: fragments d’ADN de env 60pb
- Oligonucléotides avec ou sans marqueurs SNPs
- Résultat techniquement plus fiable et technique plus rapide
Décrit la micropuce oligonucléotide avec SNP.
- Polymorphisme le plus commun du génome humain
- Segment d’ADN où les 2 chromosome ne diffèrent que par 1 nucléotide ou paire de base
- Permet de détecter allèles différents (hétérozygotes vs homozygotes)
CNV?
copy number variation
But de l’analyse de micropuce?
Détection de CNV pathogénique expliquant le phénotype du patient
Compte deletion ou duplication
Est-ce que les CNV sont des variations dans le génome normal?
Oui
Avantages de l’hybridation génomique sur micropuce?
- Permet de raffiner l’analyse chromosomique à une résolution de quelques dizaines de kb et donc de poser un diagnostic chez un plus grand nombre de sujets (env. 25%)
- Meilleure sensibilité pour la détection de duplication que la FISH
- Allie la précision de la FISH et l’approche d’évaluation globale du génome du caryotype
- Ne nécessite pas de savoir où cibler dans le génome au préalable
- Ne nécessite pas de cellules en division (extraction d’ADN)
Pour quelles investigations utilisons-nous l’analyse cytogénétique par micropuce?
Retard intellectuel, retard de développement
Désordres du spectre de l’autisme
Malformations congénitales, dysmorphies
recherche déséquilibre chromosomique
Limites de l’hybridation génomique sur micropuce?
- Ne permet pas de détecter les remaniements équilibrés (translocations, inversions etc)
- Ne permet pas de “voir” l’organisation cytogénétique du remaniement détecté
- Limite quant à la détection des mosaïques
- Polymorphismes sans conséquence du génome fréquents et parfois n’ont jamais été vus encore dans le laboratoire
- Risque de trouver aN pathogénique non reliée: trouvailles accidentelles ou fortuites
Nomme les critères pour déterminer la pathogénicité d’une délétion ou d’une duplication.
- Taille du remaniement
- Survenu de novo
- Type de gènes impliqués et lien avec le phénotype (le plus fort)
- Remaniement déjà décrit avec phénotype semblable dans la littérature ou les bases de données
- vs région connue comme polymorphique
En pratique, qu’est-ce qui complémente l’analyse sur micropuce?
- Indication clinique précise
- Base de données
- Littérature
Utilisation en première ligne de la CGH sur micropuce pour quels patients?
- Retard mental, retard de développement
- Autisme
- Malformations (incluant fœtus)
Est-ce que la micropuce peut confirmer un caryotype?
Oui
Non indication d’analyse de micropuce?
- Rechercher des remaniements équilibrés
- Si phénotype clair d’anomalie chromosomique précise
Indications pour l’utilisation du caryotype?
- Recherche de remaniements chromosomiques équilibrés
- Recherche de mosaïcisme chromosomique
- Phénotype clinique clair d’une anomalie chromosomique détectable par caryotype
