Fiche de révision : Mutations et conséquences phénotypiques

📋 Plan du Cours

1. Mutation et variabilité génétique
2. Réparation et devenir des erreurs
3. Types de mutations et effets
4. Causes naturelles des mutations
5. Réplication et amplification par PCR
6. Déroulement de la réplication de l’ADN

📖 1. Mutation et variabilité génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Mutation : Modification aléatoire de la séquence de nucléotides de l’ADN.

📝 Points essentiels

• Une mutation crée une nouvelle séquence d’un gène, à l’origine d’un nouvel allèle.

• Une mutation survenue dans une cellule somatique est transmise aux cellules-filles issues de cette cellule et peut former un clone muté, mais elle n’est pas transmise à la descendance de l’individu.

📌 Une mutation d’une cellule germinale devient potentiellement héréditaire si un gamète issu de cette cellule participe à la fécondation.

💡 Astuce mémo

Somatique : clone sans hérédité ; germinale : descendance possible

📖 2. Réparation et devenir des erreurs

★ À maîtriser

• 🔄 La réparation d’une altération de l’ADN peut suivre trois étapes :

  1. Reconnaissance de l’altération
  2. Excision du fragment endommagé
  3. Resynthèse de la partie manquante par l’ADN polymérase en utilisant l’autre brin comme modèle

• Lorsque des erreurs de réplication échappent à la réparation, elles persistent après la réplication et peuvent être transmises lors de la division cellulaire.

Compléments

• Des enzymes spécialisées peuvent réparer l’ADN en excisant et/ou en resynthétisant un brin endommagé avant la réplication suivante.

📌 Des protéines telles que p53 bloquent l’entrée en mitose tant que les réparations de l’ADN ne sont pas correctes.

📌 Si les mutations sont trop nombreuses, des protéines telles que p53 peuvent déclencher la mort programmée de la cellule, appelée apoptose.

• Lorsque les erreurs ne sont pas corrigées et que les modifications n’empêchent pas la survie de la cellule, une mutation apparaît et peut être transmise si la cellule se divise.

💡 Astuce mémo

Reconnaître, exciser, resynthétiser

📖 3. Types de mutations et effets

★ À maîtriser

• Une mutation silencieuse modifie la séquence d’ADN sans modifier la séquence d’acides aminés de la protéine, grâce à la redondance du code génétique, et n’altère pas sa fonction ni le phénotype.

• Une mutation non-sens est une substitution qui fait apparaître un codon stop, arrête prématurément la traduction et produit une protéine écourtée souvent non fonctionnelle.

• Une mutation faux-sens est une substitution qui peut modifier un acide aminé et les propriétés structurelles ou fonctionnelles de la protéine.

Compléments

📌 Une substitution conservatrice ne modifie pas les propriétés de la protéine, tandis qu’une substitution non conservatrice les modifie plus ou moins fortement.

• Les mutations contribuent à la diversité des allèles au cours du temps et constituent l’un des moteurs de l’évolution des espèces.

💡 Astuce mémo

Silencieuse : protéine inchangée ; non-sens : arrêt prématuré

📖 4. Causes naturelles des mutations

★ À maîtriser

• Les UV peuvent provoquer des liaisons entre nucléotides adjacents, notamment des dimères T-T, C-C ou T-C, qui distordent la double hélice d’ADN.

Compléments

• Les mutations spontanées peuvent se produire sans agent mutagène, mais elles sont rares.

• Les rayons X peuvent provoquer des cassures de la molécule d’ADN, tandis que certains agents chimiques modifient les nucléotides et leur capacité à s’apparier avec leurs complémentaires.

📌 L’exposition aux UV du soleil augmente le risque de mutations dans les cellules de la couche superficielle de la peau et donc le risque de cancérisation.

• Les dimères de thymine peuvent bloquer la progression de l’ADN polymérase ; la réplication s’arrête le plus souvent et la cellule meurt, mais l’enzyme peut parfois poursuivre la synthèse en commettant des erreurs d’appariement.

💡 Astuce mémo

UV → dimères de thymine → distorsion de l’ADN

📖 5. Réplication et amplification par PCR

🔑 Notions clés & Définitions

• PCR : Technique qui amplifie un petit fragment initial d’ADN en plusieurs millions d’exemplaires.

★ À maîtriser

• Pendant la réplication, l’ADN polymérase permet la copie des deux brins par ajout de nucléotides ; l’adénine s’apparie avec la thymine et la guanine avec la cytosine.

• L’ADN polymérase commet environ une erreur tous les 100 000 nucléotides insérés, mais à la fin de l’interphase, le taux d’erreurs restant est d’environ une pour un million de nucléotides.

• Les mutations ponctuelles comprennent :

  • La substitution, qui remplace un nucléotide par un autre
  • La délétion, qui enlève un nucléotide
  • L’insertion, qui ajoute un nucléotide

• La PCR repose sur la répétition d’au moins 30 cycles, chacun comprenant une dénaturation à 95 °C, une hybridation à 68 °C et une élongation à 72 °C.

Compléments

• Dans une cellule humaine, plus de 6 milliards de paires de nucléotides sont répliquées à chaque réplication.

💡 Astuce mémo

PCR : dénaturer, hybrider, élonguer

📖 6. Déroulement de la réplication de l’ADN

★ À maîtriser

• La réplication de l’ADN a lieu pendant la phase S de l’interphase, lorsque les molécules d’ADN décondensées sont accessibles aux enzymes.

• La réplication commence par l’ouverture locale de la double hélice par l’hélicase, qui rompt les liaisons hydrogène entre les bases azotées et forme un œil de réplication délimité par deux fourches de réplication.

• Chaque brin parental sert de matrice à la synthèse d’un brin néo-synthétisé complémentaire, que les ADN polymérases construisent à partir des nucléotides libres du noyau.

Compléments

• Chez les cellules eucaryotes, plusieurs ADN polymérases agissent simultanément à différents endroits de la molécule d’ADN, ce qui réduit la durée de la réplication.

• La réplication progresse dans les deux sens à partir de plusieurs points de départ, les fourches progressant en sens inverse jusqu’à assurer la copie de l’ensemble de la molécule d’ADN.

• Après la réplication, les deux copies restent solidaires au niveau du centromère et un chromosome à une chromatide devient un chromosome à deux chromatides contenant deux molécules d’ADN.