Relation entre l'ADN et le phénotype Flashcards
Génome codant
Gènes
Produit phénotype
Faible %
Génome non-codant
régulation de l’expression des gènes
Variabilité ds régulation de transcr -> variabilité de la pénétrance et de l’expressivité (régulation expression) de certains phénotypes -> variabilité phénotype
Densité génique
Plus faible pour les organismes plus complexes
Variabilité ds régulation de transcr (non codant)
- Promoteur basal : très proche
- Région rég : sites de liaison pour facteurs de transcr spécifiques
- Région affectant la condensation : cible de mod histone, méthyl ADN
Point de polymorphisme simple
- variabilité phénotype
- codant et non codant
maj SNP
ADN intergénique et introns
Variabilité pénétrance et expressivité (tous du même génotype pour le gène d’intérêt )
Polymorphisme régions régulatrices et entourant le gène intérêt
- Région rég fct + et mutant - : augm expression de l’allèle fct et dim pénétrance allèle mutant
- Région rég fct - et mutant + : dim expression de l’allèle fct et augm expr pénétrance allèle mutant
Quelle est l’implication de SHH dans la formation des doigts? Comment peut-on expliquer la formation des doigts supplémentaires chez les individus souffrant de polydactylie?
polydactylie
- la présence et de la concentration prot détermine le positionnement
- SHH crée une zone de polarisation qui déclenche la formation des doigts au bon endroit
- SHH exprimé un côté : 5 doigts
- SHH exprimé 2 côtés : plus exprimé -> plus de doigts
Qu’arrive-t-il à un individu homozygote pour une mutation directement dans le gène SHH?
pas de SHH : un doigt
Où se situe le point de polymorphisme (ou mutation) expliquant la polydactylie chez ces familles?
ds l’intron d’un gène à 1 000 000 bp du gène SHH
Vrai ou faux. Le gène SHH responsable de la formation des doigts est seulement présent chez l’humain.
Faux, régions conservées ds d’autres espèces
Vrai ou faux. Les sites de polymorphisme dans les régions régulatrices peuvent se trouver à une bonne distance du gène affecté.
Vrai
Épigénétique
changements stables et transmissibles lors de la mitose, sans altération des séquences de nucléotides
Marqueurs modifiant accès ADN et gènes transcrits
- Modifications de la condensation de l’ADN dans des régions précises -> Silencing : ARN, Modification histone, Méthylation ADN
=> essentielles pour l’établissement du destin cellulaire
Méthylation ADN
Processus d’extinction de gènes
- L’ajout de groupement méthyle (CH3) directement sur l’ADN (au niveau des cytosines ou adénines) -> d’hétérochromatine
- Lors de la division cellulaire, les groupements méthyles sont maintenus -> influence lignée c
- Retiré lors méiose et formation gamète
- rajouté dès formation sper/ovocyte
Complexes remodelants
histones modifiées post- traductionnelle ou non ->
- L’ajout d’un groupement méthyle (CH3) -> répression de la transcription (d’hétérochromatine)
- L’ajout d’acétyle ou d’un groupement phosphate neutralise la charge des histones et permet un accès facilité à l’ADN -> Augmente la transcription.
L’exemple du syndrome du X fragile
présence d’un plus grand nombre de répétitions que la normale sur une région du chromosome X contenant plusieurs îlots CpG -> méthylation du promoteur
du gène FMR1 -> problèmes de développement (des troubles d’apprentissage et des troubles cognitifs : trouble de langage, déficience intellectuelle légère à modérée..)
- prémutation : Symptômes neurodégénératifs déclenchés chez la personne âgée.
- mutation complète (plus de répétitions) :
Problèmes neurologiques lors du développement
Facteur modifiant épigénétique
- Marqueurs modifiant accès ADN et gènes transcrits
- Facteur externe
- Facteur interne
Facteur externe modifiant épigénétique
Environnement
• Nutrition
• Exercice
• Polluant (tabac, amiante, métaux lourds…)
• Drogue (médicaments)
• Température (si vous êtes une plante…)
Facteur interne modifiant épigénétique
Hormone, âge
Altération des marqueurs épigénétiques
- liés à maladie et cancer
- effets plus importants pendant développement
- adultes : produit nouvelles c pouvant être affectées par mod
Épigénétique et générations
Apparence d’hérédité transgénérationnelle : Les cellules germinales en développement et qui seront à l’origine de la génération F2 sont déjà présentes (et ont donc pu être exposées) au cours du développement embryonnaire de la génération F1 malgré effacement intensif
Exemples de modifications épigénétiques prénatales
- Pollution et asthme
- Plomb et développement cognitif
- Famine ou malnutrition et risque de maladies métabolique
modifications épigénétiques prénatales
Effet si facteur au moment de la conception ou plus tard dans le développement
Empreinte génétique
une des deux copies (soit maternelle ou paternelle) est gardée silencieuse par la méthylation
- effacées dans les cellules germinales primordiales, établies pendant la gamétogenèse et maintenues dans l’embryon
- mutation ou délétion sur copie non silencieuse
Transmission héréditaire autosomique dominante avec pénétrance spécifique selon le parent spécifique : mutation gène exprimé par mère provoque maladie seulement après transmission maternelle
L’empreinte génétique amène = la méthylation du chromosome paternel.
Pour que la version mutée du gène soit exprimée, il doit donc être transmis par la mère. Sinon, les individus sont porteurs, mais en bonne santé.
Empreinte génétique : L’exemple du syndrome d’Angelman
Maladie neurologique qui affecte le développement : déficit important de la parole, problème de balance, hyperactivité avec rire fréquent…
causée par la délétion d’une portion du chromosome 15 maternel comprenant un gène ubiquitine ligase
empreinte génétique => seulement transmis par mère
Inactivation du chromosome X
- aléatoire
- se déroule très rapidement, stade blastocyte (humain)
- maintenue à travers les divisions c -> toute la descendance porte le même chromosome X inactivé
- région inactivation -> corpuscule de Barr
- pas de région inactivation -> transcr actif
=> un seul chromosome X par cellule qui demeure actif. - expression de XIST dépendante du nombre de chromosomes X.
Comment est-ce possible que les femelles des organismes XX/XY possèdent deux chromosomes X et donc le double de l’information génétique des gènes associés à ce chromosome soit saines alors que l’humain est sensible au dosage chromosomique?
Compensation de dosage : l’expression des gènes portés par le chromosome X est quantitativement équivalente chez le mâle et la femelle, suite à l’inactivation des chromosomes X supplémentaires
Comment est-ce possible que les femelles des organismes XX/XY possèdent deux chromosomes X et donc le double de l’information génétique des gènes associés à ce chromosome soit saines alors que l’humain est sensible au dosage chromosomique?
Compensation de dosage : l’expression des gènes portés par le chromosome X est quantitativement équivalente chez le mâle et la femelle, suite à l’inactivation des chromosomes X supplémentaires
Corpuscule de Barr
chromosome X inactivé
Région inactivation X
Contient long ARN non-codant (lncRNA) XIST
- Xist se lie chromosome dont il est issu -> le tapisse -> recrute PRC2 histone méthyle-transférase -> chrinaccessible machinerie transcr + condensé hétérochromatine -> l’inactive -> corpuscule de Barr
Inactivation chromosome X entre espèces
Différence : souris première phase où il y a empreinte génétique dans l’inactivation chez la souris
Similarité :
- Doit toujours se faire tôt dans le développement
- Reste aléatoire au final.
Que ce passe-t-il lors que le nombre de chromosomes X est inhabituel?
expression de XIST est dépendante du nombre de chromosomes X.
XIST exprimé chez les hommes ou chez les individus souffrant du syndrome de Turner.
Le niveau d’expression de XIST augmente de manière proportionnelle au nombre de X présent (plus de X, plus de XIST!)
=> toujours un corpuscule de Barr de moins que de chromosomes X totaux.
Inactivation du chromosome X : chat
- un des gènes responsables de la couleur du pelage est localisé sur le chr. X
- 2 allèles (dom et récess)
- mâles : uniformément coloré
- femelle homo : uniformément coloré
- femelle hétéro : bicoloré par région mosaïque selon expression selon territoire
Inactivation du chromosome X : humain
certaines maladies associées au chromosome x ont un territoire d’inactivation
