a. Au niveau macroscopique :

Maladie héréditaire = maladie transmissible à la descendance par l'intermédiaire des cellules sexuelles.

Maladie congénitale = maladie déjà présente à la naissance d'un enfant ; elle peut être héréditaire ou avoir été transmise par la mère pendant la grossesse.

 b. Au niveau cellulaire :

Cellule autosomale = toute cellule autre que les gamètes. Elles sont diploïdes (2n = 46 è 23 paires de chromosomes à 1 chromatide)

Cellule sexuelle = gamète (spermatozoïde, ovule) pourvu 23 chromosomes, ce sont des cellules haploïdes (n=23 è 23 chromosomes à 1 chromatide)

 c. Au niveau chromosomique :

Autosome = chromosome non sexuel

Gonosome = chromosome sexuel, X ou Y

Chromosomes homologues = autosomes qui présentent les mêmes gènes

• Un allèle dominant ou codominant sera noté en majuscule.
• Un allèle récessif sera noté en minuscule.

• Le phénotype reflète la production de protéines spécifiques en fonction du génotype (les allèles du gène concerné).
• Les groupes sanguins sont déterminés par le système ABO, selon les alléles A, B et 0.
• A et B sont codominants : ils s'expriment simultanément.
• O est récessif : il ne s'exprime qu'en l'absence des allèles A et B (homozygote O// 0).

Les groupes sanguins et leurs caractéristiques :

• [A] : produit la protéine A ; génotypes possibles : A/lA ou AllO.
• [B] : produit la protéine B ; génotypes possibles : B//B ou B|/O.
• [AB] : produit les protéines A et B (génotype A/| B).
• [O] : aucune protéine produite (génotype O//0).

Particularités médicales :

• O : donneur universel (absence d'antigènes sur ses globules rouges).
• AB : receveur universel (absence d'anticorps contre les antigènes A et B).

Analyse de l'arbre généalogique :

• Chaque individu hérite un allèle de chaque parent. L'analyse permet de déduire les génotypes à partir des phénotypes :

• . Individu 1 (phénotype [A]) : A//O (car il a transmis un O à son enfant n°6).
• Individu 2 (phénotype [B]) : B//0 (pour la même raison).
• Individu 3 (phénotype [A]) : A//O (hérite A de son père et O de sa mère).
• Individu 4 (phénotype [B]) : B//O (hérite B de sa mère et O de son père).
• Individu 5 (phénotype [AB]) : A//B (hérite A de son père et B de sa mère).
• Individu 6 (phénotype [O]) : 0/10 (car l'allèle
• O est récessif)

Contexte historique :

• Le système ABO a été découvert en 1898 par

Karl Landsteiner, qui a reçu le Prix Nobel en 1930 pour cette découverte.

Mode autosomique dominant :

• L’allèle dominant M (Malade) suffit pour exprimer la maladie.

• Les enfants malades ont toujours un parent malade, quelle que soit leur sexe.

• Probabilité de transmission : 50 % si un parent est porteur.

• Exemples : Chorée de Huntington, polydactylie

Mode autosomique récessif :

• L’allèle récessif m (Malade) ne s’exprime qu’en cas d’homozygotie (m//m).

• Les individus atteints ont des parents porteurs sains (S//m).

• Les deux sexes peuvent être touchés.

• Probabilité d’avoir un enfant atteint : 25 % si les deux parents sont porteurs

Exemples : Phénylcétonurie, mucoviscidose, albinisme

Maladies liées au chromosome X :

a. Allèle dominant (XM) :

• Une mère atteinte (XM//XS) transmet l’allèle M à 50 % de ses enfants (filles ou garçons).

• Un père atteint (XM//Y) transmet la maladie à 100 % de ses filles mais jamais à ses fils.

b. Allèle récessif (Xm) :

• Une mère hétérozygote (XS//Xm) transmet l’allèle m à 50 % de ses fils, chez qui il s’exprime, et à 50 % de ses filles (porteuses ou malades selon le père).

• Les mères homozygotes (Xm//Xm) sont rares, mais transmettent systématiquement l’allèle m.

• Exemples : Hémophilie, daltonisme, myopathie de Duchenne

 liées au chromosome Y :

• Ces maladies se transmettent uniquement de père en fils.

• Les garçons atteints ont pour génotype (X//Ym).

• Peu de maladies sont liées au chromosome Y en raison de son faible contenu génétique.

• Exemple : Syndrome de Klinefelter (47,XXY)

Les gènes contiennent l’information génétique nécessaire pour synthétiser des protéines, via deux étapes :

1. Transcription (dans le noyau).

2. Traduction (dans le cytoplasme)

Le rôle de l’ARN messager (ARNm)

• L’ADN, contenant l’information génétique, reste toujours dans le noyau.

• La transmission de l’information vers le cytoplasme est assurée par une molécule appelée ARN messager (ARNm)

Le processus de transcription

• La transcription est réalisée par l’enzyme ARN polymérase, qui copie un des deux brins d’ADN (appelé brin transcrit) pour produire une molécule d’ARNm.

• La copie est complémentaire au brin transcrit d’ADN :

• A ↔ U

• T ↔ A

• C ↔ G

• G ↔ C

• Différence principale : T (thymine) est remplacé par U (uracile) dans l’ARNm

Étapes de la transcription

1. Ouverture de la double hélice d’ADN.

2. Copie d’un segment du brin transcrit pour former un brin d’ARNm.

3. L’ARNm est une molécule simple brin et non hélicoïdale

Passage dans le cytoplasme

• L’ARNm quitte le noyau pour rejoindre le cytoplasme, où il sera utilisé pour la traduction.

• La séquence de nucléotides de l’ARNm est imposée par celle de l’ADN, grâce à la complémentarité des bases

Rôle des ribosomes et des ARNt

• La traduction se déroule dans les ribosomes.

• Les ARN de transfert (ARNt) assurent le transport des acides aminés et leur placement correct sur l’ARNm :

• Un site de l’ARNt fixe l’anticodon complémentaire d’un codon de l’ARNm.

• L’autre site fixe l’acide aminé correspondant au codon de l’ARNm (selon le code génétique)

Étapes de la traduction

a. Initiation

• Le ribosome se fixe sur le codon AUG de l’ARNm (codon initiateur).

• Un ARNt apportant la méthionine (Met) s’associe à ce codon.

b. Élongation

• Le ribosome avance de codon en codon (3 nucléotides à la fois).

• Chaque codon de l’ARNm est reconnu par un ARNt apportant l’acide aminé correspondant.

• Les acides aminés successifs sont liés par des liaisons peptidiques pour former une chaîne polypeptidique.

c. Terminaison

• Lorsque le ribosome atteint un codon STOP (UAG, UAA ou UGA), la traduction s’arrête.

• Le ribosome se détache de l’ARNm, libérant la chaîne polypeptidique (future protéine)

Synthèse multiple et recyclage

• Plusieurs ribosomes peuvent traduire un même ARNm simultanément.

• Chaque ARNm dirige la synthèse de 10 à 20 chaînes polypeptidiques, puis il est détruit

Correspondance entre nucléotides et acides aminés

• Les protéines sont constituées de 20 acides aminés, tandis que l’ADN utilise 4 nucléotides : A, T, C, G.

• Les codons, constitués de 3 nucléotides, permettent de coder chaque acide aminé.

• Il existe 64 codons possibles pour coder les 20 acides aminés

Caractéristiques du code génétique

a. Redondance

• Un même acide aminé peut être codé par plusieurs codons (exemple : UUU et UUC pour la phénylalanine).

• Cette redondance limite l’impact des mutations sur la séquence d’ARNm.

b. Codons spécifiques

• La traduction commence toujours par le codon AUG, qui code pour la méthionine (codon d’initiation).

• Trois codons (UAA, UAG, UGA) ne codent aucun acide aminé ; ce sont des codons STOP, qui signalent la fin de la traduction.

c. Non-ambiguïté

• Chaque codon correspond à un seul acide aminé spécifique, ce qui rend le code génétique précis et fiable.

d. Universalité

• Le code génétique est identique dans toutes les formes de vie : une cellule peut lire un gène d’une autre espèce et produire la même protéine

Effets des mutations sur la protéine

• Une mutation peut changer la séquence des acides aminés d’une protéine (structure primaire), affectant parfois sa conformation spatiale et ses propriétés.

• Types de mutations :

• Substitution : remplacement d’un ou plusieurs nucléotides.

• Insertion ou délétion : ajout ou suppression de nucléotides, pouvant provoquer un décalage du cadre de lecture.

• Inversion : inversion d’une séquence de nucléotides

Types de mutations ponctuelles et leurs conséquences

a. Substitution

• Mutation silencieuse : Pas d’effet sur la protéine car le codon modifié code le même acide aminé grâce à la redondance du code génétique.

• Ex. : TGG et TGT codent tous deux la thréonine.

• Mutation faux-sens : Substitution entraîne un changement d’acide aminé, ce qui peut altérer l’activité de la protéine.

• Ex. : TGG (thréonine) devient TCG (sérine).

• Mutation non-sens : Substitution introduit un codon STOP, interrompant la traduction et produisant une protéine tronquée non fonctionnelle.

• Ex. : AAT devient ACT (UAG sur l’ARNm, un codon STOP)b. Insertion ou délétion

• Si le nombre de nucléotides modifiés n’est pas un multiple de 3 :

• Décalage du cadre de lecture → apparition d’un codon STOP → protéine raccourcie et non fonctionnelle.

• Si le nombre de nucléotides modifiés est un multiple de 3 :

• Pas de décalage, mais la protéine perd ou gagne quelques acides aminés, avec des conséquences variables

Résumé des effets des mutations

• Mutations silencieuses : Pas d’impact.

• Faux-sens : Changement d’un acide aminé, effet variable.

• Non-sens : Apparition d’un codon STOP, protéine non fonctionnelle.

• Insertion/Délétion : Décalage du cadre de lecture ou ajout/perte d’acides aminés, impact souvent important