Fiche de révision : Bases de la génétique humaine

📋 Plan du Cours

1. Du vivant au génome
2. Organisation des chromosomes humains
3. Gènes, allèles et phénotypes
4. Structure et complémentarité de l’ADN
5. Réplication et réparation de l’ADN
6. ARN et expression génétique
7. Mitose, méiose et fécondation
8. Transmission mendélienne
9. Variations du génome
10. Génétique et pratique clinique
11. Enjeux éthiques et rôle infirmier

📖 1. Du vivant au génome

🔑 Notions clés & Définitions

• Génome : Ensemble du matériel génétique d’un organisme, comprenant chez l’humain un génome nucléaire et un génome mitochondrial.

★ À maîtriser

• Le noyau contient l’immense majorité de l’ADN sous forme de 46 chromosomes, tandis que les mitochondries possèdent un ADN circulaire propre.

Compléments

• L’ADN d’une cellule humaine mesure environ 2 mètres lorsqu’il est déroulé et s’enroule autour des histones pour former des nucléosomes.

💡 Astuce mémo

Cellule → noyau → chromosome → génome

📖 2. Organisation des chromosomes humains

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromosome : Structure organisée contenant de l’ADN et portant des gènes situés à des emplacements appelés locus.

★ À maîtriser

📌 Les autosomes correspondent aux paires 1 à 22 et sont identiques chez l’homme et la femme, tandis que les gonosomes constituent la paire 23 et sont XX chez la femme ou XY chez l’homme.

Compléments

• Le centromère sépare le bras court p du bras long q, les télomères protègent les extrémités et, après réplication, chaque chromosome possède deux chromatides sœurs.

💡 Astuce mémo

Autosomes : mêmes deux copies ; gonosomes : XX ou XY

📖 3. Gènes, allèles et phénotypes

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène : Portion d’ADN portant une information utile à la production d’un ARN ou d’une protéine.

• Allèle : Version d’un même gène et contribue à la variabilité génétique entre individus.

★ À maîtriser

📌 Le génotype correspond à l’ensemble des allèles portés par un individu, tandis que le phénotype correspond à ses caractères, symptômes ou résultats biologiques observables.

Compléments

• Deux êtres humains partagent environ 99,9 % de leur séquence d’ADN, et les 0,1 % restants représentent environ 3 millions de différences par individu.

💡 Astuce mémo

Génotype = porté ; phénotype = observé

📖 4. Structure et complémentarité de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : Molécule en double hélice qui supporte l’information génétique et dont les nucléotides contiennent un phosphate, un désoxyribose et une base A, T, C ou G.

★ À maîtriser

📌 Dans l’ADN, l’adénine s’apparie toujours avec la thymine par 2 liaisons et la cytosine avec la guanine par 3 liaisons.

📌 Les deux brins d’ADN sont antiparallèles, et toutes les enzymes de synthèse ajoutent les nucléotides dans le sens 5’ vers 3’.

Compléments

• La structure en double hélice de l’ADN a été décrite en 1953 par Watson et Crick à partir de clichés de diffraction de Rosalind Franklin.

💡 Astuce mémo

AT et CG : les bases complémentaires

📖 5. Réplication et réparation de l’ADN

★ À maîtriser

• La réplication de l’ADN est semi-conservative : chaque nouvelle molécule conserve un brin d’origine et reçoit un brin nouvellement synthétisé.

• La réplication de l’ADN a lieu avant chaque division, pendant la phase S du cycle cellulaire, afin que chaque cellule fille reçoive une copie complète.

Compléments

• À la fourche de réplication, l’hélicase ouvre l’ADN, la primase pose une amorce, l’ADN polymérase ajoute les nucléotides, la topoisomérase relâche les torsions et la ligase soude les fragments discontinus.

📌 Les lésions de l’ADN sont détectées puis réparées par excision-réparation ; si elles sont irréparables, la cellule déclenche l’apoptose.

💡 Astuce mémo

Lésion → réparation ; lésion irréparable → apoptose

📖 6. ARN et expression génétique

📝 Points essentiels

📌 L’ADN est une molécule très stable à double brin qui archive l’information, tandis que l’ARN est généralement simple brin, plus fragile et utilisé pour exprimer cette information.

• L’ARN messager transporte la copie d’un gène, l’ARN de transfert apporte les acides aminés et l’ARN ribosomal constitue le composant structural et catalytique du ribosome.

• 🔄 La transcription se déroule en trois étapes:
  1. initiation au promoteur
  2. élongation de l’ARN complémentaire
  3. terminaison au signal de fin

• La maturation comprend:
  • l’excision des introns
  • le raboutage des exons
  • l’ajout d’une coiffe en 5’
  • l’ajout d’une queue poly-A en 3’

📌 Un codon de l’ARNm comporte 3 bases ; AUG initie la traduction et UAA, UAG et UGA l’arrêtent.

💡 Astuce mémo

ADN → ARNm → protéine → fonction

📖 7. Mitose, méiose et fécondation

★ À maîtriser

📌 La mitose concerne les cellules somatiques, comporte une division et produit 2 cellules filles diploïdes identiques à la cellule mère, tandis que la méiose concerne les cellules germinales, comporte 2 divisions et produit 4 gamètes haploïdes différents.

• Pendant la méiose, la première division sépare les chromosomes homologues et la seconde sépare les chromatides sœurs.

📌 La fécondation fusionne deux gamètes haploïdes et restaure 46 chromosomes, dont la moitié provient de chaque parent.

Compléments

• Le brassage intrachromosomique résulte du crossing-over et le brassage interchromosomique de la répartition indépendante des paires, ce qui produit environ 2²³, soit 8,4 millions, de combinaisons par gamète avant le crossing-over.

💡 Astuce mémo

Mitose : conserver ; méiose : réduire et brasser

📖 8. Transmission mendélienne

📝 Points essentiels

📌 Un individu homozygote possède deux allèles identiques, tandis qu’un individu hétérozygote possède deux allèles différents.

📌 Un allèle dominant s’exprime en un seul exemplaire, tandis qu’un allèle récessif ne s’exprime que lorsqu’il est présent en deux exemplaires.

• Pour deux parents hétérozygotes Aa atteints d’aucun symptôme d’une maladie autosomique récessive, le risque est de 25 % d’avoir un enfant aa atteint, 50 % un enfant Aa porteur sain et 25 % un enfant AA non porteur.

📌 Une maladie autosomique dominante apparaît souvent à chaque génération avec un parent atteint et un risque moyen de 50 % par grossesse, tandis qu’une maladie autosomique récessive peut sauter des générations et présenter un risque de 25 % pour deux parents porteurs.

• Dans une transmission récessive liée à l’X, les garçons sont surtout atteints car ils ne possèdent qu’un seul chromosome X ; un homme atteint ne transmet pas son X à ses fils mais le transmet à toutes ses filles.

💡 Astuce mémo

Dominant : un allèle suffit ; récessif : deux sont nécessaires

📖 9. Variations du génome

🔑 Notions clés & Définitions

• Mutation : Modification de la séquence d’ADN pouvant être neutre, favorisante, pathogène ou plus rarement avantageuse.

★ À maîtriser

📌 Une variation constitutionnelle est présente dès la fécondation dans toutes les cellules et transmissible aux enfants, tandis qu’une variation somatique apparaît au cours de la vie dans un tissu et n’est pas transmissible à la descendance.

• Une insertion ajoute des bases, une délétion en retire, et une modification dont le nombre de bases n’est pas un multiple de trois peut provoquer un décalage du cadre de lecture.

📌 Une maladie monogénique résulte principalement d’un seul gène et suit les lois de Mendel, tandis qu’une maladie multifactorielle résulte de plusieurs gènes et de l’environnement sans règle simple de transmission.

Compléments

• La mutation F508del de la mucoviscidose correspond à la perte de 3 bases et d’un acide aminé sans décalage du cadre, mais la protéine est mal repliée.

💡 Astuce mémo

Constitutionnelle : transmissible ; somatique : acquise

📖 10. Génétique et pratique clinique

★ À maîtriser

📌 Une prédisposition génétique augmente la probabilité de développer une maladie sans la garantir, et un variant BRCA1 ou BRCA2 augmente fortement le risque de cancer du sein et de l’ovaire.

• Le dépistage s’adresse à une population pour estimer une probabilité, tandis que le diagnostic s’adresse à une situation à risque pour confirmer ou exclure une maladie.

Compléments

• En pharmacogénétique, un déficit en DPYD augmente le risque de toxicité sévère avec le 5-FU ou la capécitabine, tandis que CYP2D6 peut entraîner une inefficacité ou un surdosage avec la codéine et le tramadol.

• Le dépistage néonatal repose en France sur quelques gouttes de sang prélevées au talon à partir de 48 à 72 heures de vie et un résultat positif nécessite un examen de confirmation.

💡 Astuce mémo

Dépistage : probabilité ; diagnostic : réponse

📖 11. Enjeux éthiques et rôle infirmier

📝 Points essentiels

📌 En France, tout examen des caractéristiques génétiques nécessite un consentement écrit et doit être réalisé à des fins médicales ou de recherche.

📌 La personne possède un droit de savoir et un droit de ne pas savoir son résultat génétique, tandis que les assureurs et les employeurs ne peuvent pas demander ni utiliser ce test à des fins discriminatoires.

• Le rôle infirmier comprend:
  • repérer les situations à risque
  • recueillir les antécédents familiaux
  • informer avec des mots simples
  • orienter vers la génétique
  • accompagner l’attente
  • protéger la confidentialité

💡 Astuce mémo

Repérer → informer → orienter → accompagner → protéger

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des principaux modes de transmission