Génétique: transmission mitochondriale Flashcards
le génome mitochondrial est de petite taille: combien de paires de bases?
16 569 pb et 2-10 copies par mitochondrie
quelle est la composition du génome mitochondrial (circulaire bicaténaire)?
1 chaîne lourde H + 1 chaîne légère L
il n’a pas d’introns
37 gènes codants dont 22 ARNt et 2 ARNr => code 13 sous unités de la chaîne respiratoire: ARNm (participation minoritaire de l’ADN mitochondrial et majoritaire de l’ADN nucléaire)
l’ADN mitochondrial a-t-il un cycle spécifique de réplication comme la mitose de l’ADN nucléaire?
non: synthèse à partir de 2 régions (D-loop) = région non codante d’ 1 kb comprenant des régions régulatrices, ADN presque bactérien
ADN mitochondrial va permettre la synthèse des complexes de la chaîne respiratoire: lesquelles?
complexe 1: 7 protéines ND1, 2 , 3, 4, 4L, 5, 6
complexe 3: 1 protéine cytochrome B
complexe 4: 3 protéines COX1, 2 et 3 > pathologies mitochondriales
complexe 5: ATP synthase: 2 protéines ATPase 6 et 8
quelles sont les différences entre l’ADN mitochondrial (A) et l’ADN nucléaire (B)?
- taille: A = 17 000 pb et B = 3 milliards pb
- génome nucléaire: cellules haploïdes
- nombre gènes: A = 37 et B = 20 000
- pas d’intron pour génome mitochondrial
- hérédité: A = transmission maternelle et B = transmission mendélienne
- transcription: A = polycistronique (ARN géant synthétisé à partir du génome mitochondrial + ribosomes aux gènes > production protéines à partir de ARNm) et B = individuelle
- traduction: A = code génétique différent et B = universel
- % régions codantes: A = 93% et B = 3%
pourquoi la transmission est uniquement maternelle dans les maladies liées aux mutations de l’ADN mitochondrial?
lors de la fécondation, l’ovocyte est une cellule énorme avec beaucoup de cytoplasme pour permettre le développement du zygote (il n’ a pas de source nutritionnelle extérieure) => dans le cytoplasme on a les mitochondries issues de la mère. Mais pour le spermatozoïde les mitochondries sont toutes à la base du flagelle (lors de la fécondation il n’y a que le noyau qui rentre: le spermatozoïde va laisser à l’extérieur ses mitochondries) Et si par malchance une mitochondrie paternelle venait à rentrer dans le zygote, il y aurait un
mécanisme actif de destruction des mitochondries.
au moment de la division cellulaire de la mitochondrie quelles sont les 3 possibilités si elle a 1 copie mutée?
- homoplasmique sain: la cellule fille ne récupère aucune mutation
- homoplasmique allèle muté: récupère des mitochondries avec mutation
- hétéroplasmie: faible ou forte proportion mitochondries avec mutation dans les cellules et les tissus
qu’est-ce que l’homoplasmie?
toutes les mitochondries d’une cellule ou tissu possèdent le même génome mitochondrial: soit sauvage, soit mutant
quels sont les arguments nécessaires pour le diagnostic d’une cytopathie mitochondriale?
biologique, d’imagerie, d’anapath et génétique
quelles sont les caractéristiques des maladies mitochondriales?
- maladies métaboliques majoritaires
- génétiquement et cliniquement hétérogènes (très nombreux signes cliniques différents + très grand nombre de gènes impliqués)
- elles peuvent survenir à tous les âges
- toucher 1 ou plusieurs tissus selon taux hétéroplasmie
quand on ne comprend rien à la pathologie, pourquoi faut-il penser à une cytopathie mitochondriale?
car il y a une association légitime des symptômes = atteinte multisystémique qui n’ont pas forcément de lien
quel est le tissu principalement touché par les cytopathies mitochondriales?
muscles = grands consommateurs d’énergie
quels sont les tissus qui peuvent être touchés par les cytopathies mitochondriales = ceux qui consomment beaucoup d’énergie?
- cerveau
- nerfs périphériques, organes des sens (oreille int, rétine)
- cœur
- hormones
- rein
- foie
- sang
quel est le prototype de la cytopathie mitochondriale?
syndrome MELAS
quand on fait une investigation in vivo chez le patient, quel est le signe clinique lors d’un prélèvement sanguin d’une cytopathie mitochondriale?
une augmentation du lactate (+ rapport lactate / pyruvate, alanine)
quel sera l’aspect général d’un patient atteint de cytopathie mitochondriale?
aspect dénutri, difficultés de croissance (ils produisent peu d’énergie)
où peut-on prélever pour vérifier s’il y a une augmentation du lactate lors des analyses biologiques?
sang, urines, LCR, analyse spectroscopique sur noyaux gris centraux (doser lactate dans cerveau sans ponction lombaire)
quel est l’examen de référence pour voir si atteinte cérébrale en cas de suspicion de cytopathie mitochondriale?
IRM cérébrale
pour les analyses morphologiques, quel test peut-on faire pour identifier une anomalie mitochondriale?
histologie musculaire: biopsie musculaire avec une coloration spécifique
quelles sont les 3 colorations utilisées en histologie musculaire pour identifier les cytopathies mitochondriales?
- fibres rouges déchiquetées = trichrome de Gomori (prolifération mitochondriale)
- fibres avec augmentation marquage SDH (complexe 2): prolifération mitochondriale
- fibres négatives au marquage COX: déficit en complexe 4
les analyses enzymatiques vont mesurer l’activité des complexes respiratoires dans le muscle, les fibroblastes et le foie: quels sont les 2 types?
polarographie et spectrophotométrie
quel est le principe de la polarographie?
elle permet de mesurer la consommation d’oxygène par des fractions enrichies de mitochondries (si elles consomment peu d’oxygène elles sont peu fonctionnelles)
quel est le principe de la spectrophotométrie?
elle permet d’identifier la consommation ou production de substrat, méthode colorimétrique avec la densité optique et permet d’identifier les anomalies complexes de façon + précise
quelle est la différence entre transmission et maladie mitochondriale?
transmission mitochondriale = maternelle
maladie mitochondriale = transmission mendélienne (récessif) et maternelle
quand on suspecte une cytopathie mitochondriale, on analyse d’abord l’ADN mitochondrial ou nucléaire?
mitochondrial car + petit (on cherche les mutations les + fréquentes)
75% des variants pathogènes responsables des cytopathies mitochondriales sont liés à des mutations d’ADN mitochondrial de quels 3 variants?
- m.3243A>G (MELAS = Mitochondrial encephalomyopathy-lactic acidosis strokes)
- m.8344A>G (MERRF = Myoclonus Epilepsy associated with Ragged Red Fibers): atteintes neuro + fibres déchiquetées
- m.8993T>G (NARP = Neuropathy, ataxia and retinitis pigmentosa)
pourquoi est-il important de choisir le bon tissu? (surtout le muscle)
on peut rater le diagnostic si on est dans le mauvais tissu (hétéroplasmie différente selon les tissus)
comment s’appelle une grande délétion récurrente de 5000 paires de bases?
syndrome de Kyecerne
comment est la prise en charge des patients atteints de cytopathies mitochondriales (sachant qu’actuellement il n’y a pas de cure)?
prise en charge pluridisciplinaire:
- on donne des vitamines cofacteurs du métabolisme mitochondrial (flavine)
- recommandations diététiques (régime pauvre en sucre et lipides)
- éviter médicaments toxiques pour la mitochondrie
- on évite récidives dans la famille par conseil génétique (don d’ovocyte possible)
qu’est-ce que le bottleneck dans les cytopathies mitochondriales?
variations importantes du taux d’hétéroplasmie dans la descendance liée à la distribution aléatoire et à l’amplification des mitochondries dans l’ovocyte
le syndrome MELAS est une mutation ponctuelle hétéroplasmique de quel gène?
3243>G => transmission toujours maternelle (on ne saura pas la sévérité de la pathologie dans sa descendance)
comment est fait le diagnostic prénatal pour le syndrome MELAS?
on va faire une ponction du liquide amniotique (amiosynthèse) à 16 SA et on calcule l’hétéroplasmie dans le liquide
que signifie-t-il si le taux d’hétéroplasmie < 20%? s’il est > 80%? et entre les 2?
hétéroplasmie < 20% = taux faible, atteinte légère ou pas d’atteinte
hétéroplamise > 80% = taux fort, atteinte sévère (le couple peut demander une IMG)
entre les 2 = interprétation difficile
