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Post-Bac
2

Bases moléculaires des modes de transmission héréditaire- diagnostic moléculaire ( 5 )

Genetique

I- Bases moléculaires des modes de transmission héréditaire

A- Types de liaisons génétiques

Macrolésions ( échelle chromosomique ) du génome

Anomalies du au nombre de chromosomes ( anaploïdie, triploïdies ), à la structure ( recombinaison inégale ) et microdélétions

Microlésions ( échelle génique ) du génome

Lésions touchant 1 a quelques centaines Pb :

  • mutations ponctuelles
  • deletions/ duplications/ insertion
  • Mutations instables
  • Inversion/ multiplication de gene
Méthodes d'etudes

Macro lésion —> étude pangénomique ( cytogénétique ) : FISH, CGH, caryotype, painting

Microlésions —> génétique moléculaire : PCR, séquençage, clonage, NGS ( séquençage pangénomiqiue )

B- Lesions somatiques/germinales

Lésions constitutionnelles / germinales : Néomutation donc pas présente chez les parents qui survient dès le debut du développement du zygote et sera donc present dans tout l'organisme y compris les C germinales.

Lésions acquises / somatiques : Lésion qui est apparue apres la différenciation des C. Pas transmissibles à la descendance.

C- Types de mutations

Mutations et polymorphismes ( mutations n. pathogènes )

Les polymophismes sont indispensables a la vie, voici ≠ types qui ont été caractérisés :

  • SNPs : polymorphismes de substitution
  • Polymorphismes de repetion
  • CNVs : variation du nombre d'exemplaires contigus de grans segements génomiques

Les mutations :

  • Substitutions : 70% des mutations, remplacement d'un nucleotide par un autre. Selon 2 modes : transition ( remplacement purines <—> purines ou pyrimidines <—> pyrimidines ) ou transversion
  • Insertions / del : de un a centaines de nucléotides. reparation incomplete de lesion de l'ADN
  • anomalies de methylation : Le gene ne peut pas être transcrit si les promoteurs ( ilots CpG ) sont methylés. Cela engendre une expression monoallelique. ( ex de pathologie : l'absence de l'expression de 15q11-q13 paternel —> syndrome Pader-Willi et maternel —> syndrome d'Angelman)
  • Mutations instables : dans les regions a repetitons, tendance importante a la modification du nombre de base surtout dans la phase pré-méiotique ( transmission a la descendance ). Le nombre de motif peut varier au moment d cela mitose mais si > au seuil, alors instabilité et on parle de puation complète, un dysfonctionnement pares > mathylation > absence d'expression.


Les consequences des microlésions et impacts sur les modes de transmission

  • Impact fonctionnel au niveau de l'ARN m
  • Impact fonctionnel au niveau de la protéine codée


Perte de fonction : effet délétère sur le plan qualitatif et/ou quantitatif. L'effet se manifeste lorsque le niveau résiduel de la protéine passe en dessous d'un seuil. cause majoritaire des maladies recessives. ⚠️ En cas d'haloinsuffisance, la copie du gène sain n'est pas suffisant pour compenser l'autre.

Gain de fonction : acquisition d'une nouvelle fonction délétère. Cause majoritaire de maladies dominantes et produit un effet dominant négatif

Le syndrome de Pader-Willi, dans 70% des cas = deletion locus paternel, methylation chromosome maternel. Dans 28% des cas disomie uniparentale.

Conséquences en sequence codante

Cas des substitutions :

  • "faux sens" : codon muté code pour un autre AA. Souvent polymorphe mais peut avoir effet deletere ( gain/pert )
  • "non-sens" codon luté donne un codon STOP. Souvent délétère ( perte ou gain de fonction )
  • "synonyme" : Le codon muté code pour le meme AA
  • "continuation" : le codon STOP est muté, la transduction continue.

Cas des insertions/deletions :

  • multiples de 3 nucléotides : pas de décalage du cadre de lecture. Toléré ou délétère.
  • Non multiples de trois nucléotides : décalage du cadre de lecture. Généralement pathogéne ( gain ou perte de fonction )

Conséquences en sequence non codante

Les sequences NC = 95% du genome. Comporte des sequences régulatrices essentielles. Donc possiblement effet deletere sur la regulation de la transcription, maturation ARNm, stabilité de l'ARNm.

II- Diagnostic moléculaire

A- Diagnostic indirect

Moins utilisé car connaissance d'un grand nombre de maladie résultant de mutation, cependant :

  • Le gene responsable de la maladie n'est pas identifié : le gene a été localisé dans le génome mais pas identifié
  • Le gene responsable de la maladie est identifié mais :
  • aucune mutation n'a été identifié pour cette pathologie chez les patient,
  • DPI pour savoir si le gene muté a été transmis ou pas
  • recherches de deletiojs, gros rearrangements, maladies a triplets

Les prérquis :

  • avoir un enfant atteint : idd alleles associés au gene muté
  • connaitre marqueurs génétiques : il ne faut pas qu'il soit present chez les 2 parents
  • Liaison génétique étroite
  • absence de certitude. Le résultat est toujours une probabilité

Facteur pouvant entrainer une erreur de diagnostic :

  • Fréquence de recombinaison entre gène et marqueur
  • Erreur de paternité
  • Neomutation


B- Diagnostic direct

Il faut differencier les cas simples ( mutations uniques, peu nombreuses, récurrentes, sur de petits genes ) des cas difficiles ( cas les plus courants, mutation majoritaire, mutations multiples non récurrentes, heterogénétité génétique ).

Interpretation des résultats
  • Calculer la penetrance ( proba de posseder le phenotype associe au génotype )
  • L'expressivité : variation de phenotype pour un meme genotype
  • Controler la phase : verifier si les deux mutations présentes sont localisés sur le meme chromosomes.
  • Rechercher aspect délétère : grace a une banque de données
  • Attention : faux négatif à cause de la couverture de mutation ( = recherche de mutation les plus fréquentes pour une maladies donnée )


Post-Bac
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Bases moléculaires des modes de transmission héréditaire- diagnostic moléculaire ( 5 )

Genetique

I- Bases moléculaires des modes de transmission héréditaire

A- Types de liaisons génétiques

Macrolésions ( échelle chromosomique ) du génome

Anomalies du au nombre de chromosomes ( anaploïdie, triploïdies ), à la structure ( recombinaison inégale ) et microdélétions

Microlésions ( échelle génique ) du génome

Lésions touchant 1 a quelques centaines Pb :

  • mutations ponctuelles
  • deletions/ duplications/ insertion
  • Mutations instables
  • Inversion/ multiplication de gene
Méthodes d'etudes

Macro lésion —> étude pangénomique ( cytogénétique ) : FISH, CGH, caryotype, painting

Microlésions —> génétique moléculaire : PCR, séquençage, clonage, NGS ( séquençage pangénomiqiue )

B- Lesions somatiques/germinales

Lésions constitutionnelles / germinales : Néomutation donc pas présente chez les parents qui survient dès le debut du développement du zygote et sera donc present dans tout l'organisme y compris les C germinales.

Lésions acquises / somatiques : Lésion qui est apparue apres la différenciation des C. Pas transmissibles à la descendance.

C- Types de mutations

Mutations et polymorphismes ( mutations n. pathogènes )

Les polymophismes sont indispensables a la vie, voici ≠ types qui ont été caractérisés :

  • SNPs : polymorphismes de substitution
  • Polymorphismes de repetion
  • CNVs : variation du nombre d'exemplaires contigus de grans segements génomiques

Les mutations :

  • Substitutions : 70% des mutations, remplacement d'un nucleotide par un autre. Selon 2 modes : transition ( remplacement purines <—> purines ou pyrimidines <—> pyrimidines ) ou transversion
  • Insertions / del : de un a centaines de nucléotides. reparation incomplete de lesion de l'ADN
  • anomalies de methylation : Le gene ne peut pas être transcrit si les promoteurs ( ilots CpG ) sont methylés. Cela engendre une expression monoallelique. ( ex de pathologie : l'absence de l'expression de 15q11-q13 paternel —> syndrome Pader-Willi et maternel —> syndrome d'Angelman)
  • Mutations instables : dans les regions a repetitons, tendance importante a la modification du nombre de base surtout dans la phase pré-méiotique ( transmission a la descendance ). Le nombre de motif peut varier au moment d cela mitose mais si > au seuil, alors instabilité et on parle de puation complète, un dysfonctionnement pares > mathylation > absence d'expression.


Les consequences des microlésions et impacts sur les modes de transmission

  • Impact fonctionnel au niveau de l'ARN m
  • Impact fonctionnel au niveau de la protéine codée


Perte de fonction : effet délétère sur le plan qualitatif et/ou quantitatif. L'effet se manifeste lorsque le niveau résiduel de la protéine passe en dessous d'un seuil. cause majoritaire des maladies recessives. ⚠️ En cas d'haloinsuffisance, la copie du gène sain n'est pas suffisant pour compenser l'autre.

Gain de fonction : acquisition d'une nouvelle fonction délétère. Cause majoritaire de maladies dominantes et produit un effet dominant négatif

Le syndrome de Pader-Willi, dans 70% des cas = deletion locus paternel, methylation chromosome maternel. Dans 28% des cas disomie uniparentale.

Conséquences en sequence codante

Cas des substitutions :

  • "faux sens" : codon muté code pour un autre AA. Souvent polymorphe mais peut avoir effet deletere ( gain/pert )
  • "non-sens" codon luté donne un codon STOP. Souvent délétère ( perte ou gain de fonction )
  • "synonyme" : Le codon muté code pour le meme AA
  • "continuation" : le codon STOP est muté, la transduction continue.

Cas des insertions/deletions :

  • multiples de 3 nucléotides : pas de décalage du cadre de lecture. Toléré ou délétère.
  • Non multiples de trois nucléotides : décalage du cadre de lecture. Généralement pathogéne ( gain ou perte de fonction )

Conséquences en sequence non codante

Les sequences NC = 95% du genome. Comporte des sequences régulatrices essentielles. Donc possiblement effet deletere sur la regulation de la transcription, maturation ARNm, stabilité de l'ARNm.

II- Diagnostic moléculaire

A- Diagnostic indirect

Moins utilisé car connaissance d'un grand nombre de maladie résultant de mutation, cependant :

  • Le gene responsable de la maladie n'est pas identifié : le gene a été localisé dans le génome mais pas identifié
  • Le gene responsable de la maladie est identifié mais :
  • aucune mutation n'a été identifié pour cette pathologie chez les patient,
  • DPI pour savoir si le gene muté a été transmis ou pas
  • recherches de deletiojs, gros rearrangements, maladies a triplets

Les prérquis :

  • avoir un enfant atteint : idd alleles associés au gene muté
  • connaitre marqueurs génétiques : il ne faut pas qu'il soit present chez les 2 parents
  • Liaison génétique étroite
  • absence de certitude. Le résultat est toujours une probabilité

Facteur pouvant entrainer une erreur de diagnostic :

  • Fréquence de recombinaison entre gène et marqueur
  • Erreur de paternité
  • Neomutation


B- Diagnostic direct

Il faut differencier les cas simples ( mutations uniques, peu nombreuses, récurrentes, sur de petits genes ) des cas difficiles ( cas les plus courants, mutation majoritaire, mutations multiples non récurrentes, heterogénétité génétique ).

Interpretation des résultats
  • Calculer la penetrance ( proba de posseder le phenotype associe au génotype )
  • L'expressivité : variation de phenotype pour un meme genotype
  • Controler la phase : verifier si les deux mutations présentes sont localisés sur le meme chromosomes.
  • Rechercher aspect délétère : grace a une banque de données
  • Attention : faux négatif à cause de la couverture de mutation ( = recherche de mutation les plus fréquentes pour une maladies donnée )


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