Fiche de révision : Polymorphisme génétique

📋 Plan du Cours

1. Fondements du polymorphisme génétique
2. Conséquences phénotypiques des variations
3. Transmission et analyse familiale
4. Marqueurs phénotypiques
5. SNP et polymorphismes nucléotidiques
6. Minisatellites et microsatellites
7. Applications des marqueurs génétiques

📖 1. Fondements du polymorphisme génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Polymorphisme génétique : Correspond aux variations héréditaires de la structure primaire des séquences d’ADN entre individus d’une même espèce.

★ À maîtriser

• Deux individus humains non apparentés diffèrent en moyenne de 3 à 4 Mb, soit environ 0,1 % de leur génome, en dehors du cas des jumeaux homozygotes.

• Un marqueur phénotypique observe l’expression d’un gène au niveau protéique, tandis qu’un marqueur génotypique observe directement la séquence d’ADN.

Compléments

• Un polymorphisme génétique est décrit tous les 100 à 500 nucléotides et l’espèce humaine comporte plus de 10 millions de variations du génome.

• Le génome humain contient 3,1 × 10⁹ paires de bases, environ 22 000 gènes codants et 26 000 gènes au total.

💡 Astuce mémo

Entre espèces : diversité ; dans l’espèce : polymorphisme

📖 2. Conséquences phénotypiques des variations

★ À maîtriser

• La majorité des polymorphismes est située dans des régions non codantes, non fonctionnelles, non transcrites ou non régulatrices et n’a pas de retentissement phénotypique.

• Une variation dans une région codante peut modifier la signification d’un codon et la séquence en acides aminés de la protéine produite.

• Un polymorphisme défavorable peut entraîner une pression de sélection négative et rester présent à faible fréquence allélique s’il provoque la mort avant la reproduction.

Compléments

• Les régions régulatrices concernées par un polymorphisme défavorable comprennent le promoteur, l’enhancer, qui stimule la transcription, et le silencer, qui la réprime.

• Une variation d’un site d’épissage peut perturber l’élimination des introns, entraîner une mauvaise maturation de l’ARNm et modifier la séquence protéique traduite.

• Un polymorphisme favorable, plus rare qu’un polymorphisme défavorable, confère un avantage sélectif dans un environnement donné, comme une résistance à une épidémie.

💡 Astuce mémo

Région touchée → effet sur le phénotype

📖 3. Transmission et analyse familiale

🔑 Notions clés & Définitions

• Locus : Une séquence d’ADN, codante ou non codante, qui possède une localisation chromosomique donnée et unique.
• Allèle : Une forme moléculaire différente d’un même locus dans une espèce donnée.

★ À maîtriser

• Les marqueurs génétiques se transmettent selon un mode mendélien codominant, sans dominance ni récessivité, de sorte que les génotypes homozygotes et hétérozygotes sont observables.

• La coségrégation d’un marqueur et d’une maladie au sein d’une famille permet de rechercher une proximité entre le marqueur et le gène responsable.

Compléments

• Un locus monomorphe possède un seul allèle, un locus biallélique possède deux allèles et un locus multiallélique possède plus de deux allèles.

• Pour un locus autosomique biallélique, les génotypes possibles sont A1A1, A1A2 et A2A2 ; sur le chromosome X, un homme est hémizygote et une femme peut être homozygote ou hétérozygote.

💡 Astuce mémo

Locus → allèles → transmission → coségrégation

📖 4. Marqueurs phénotypiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Marqueur phénotypique : Repère le polymorphisme génétique grâce aux différentes formes d’une protéine produite par un gène.

★ À maîtriser

• Les marqueurs phénotypiques sont étudiés principalement par des méthodes immunologiques fondées sur la réaction anticorps-antigène et par électrophorèse.

• Les marqueurs phénotypiques n’explorent simultanément qu’un petit nombre de locus et ne couvrent donc que partiellement le génome.

Compléments

• Les exemples de marqueurs phénotypiques comprennent les groupes sanguins ABO, le facteur Rh, le système HLA, les protéines sériques comme la transferrine et les activités enzymatiques.

📖 5. SNP et polymorphismes nucléotidiques

🔑 Notions clés & Définitions

• SNP : Un polymorphisme d’un seul nucléotide à une position déterminée du génome, résultant d’une substitution mononucléotidique et formant généralement un système biallélique.

★ À maîtriser

• Dans le génome humain, un SNP est rencontré tous les 200 à 1 000 nucléotides et permet d’inspecter directement la séquence génomique.

📌 Le SNP de type I est codant, non synonyme et non conservatif, tandis que le type II est codant, non synonyme et conservatif.

• Le génotypage des SNP repose notamment sur l’amplification par PCR, peut être automatisé et permet de génotyper des millions de SNP chez un même individu.

Compléments

• Les SNP de type III sont codants et synonymes, les types IV et V sont non codants dans les régions 5’ UTR et 3’ UTR, et le type VI est non codant dans toute autre région.

📖 6. Minisatellites et microsatellites

🔑 Notions clés & Définitions

• Minisatellite : Un polymorphisme de taille dû à un nombre variable de répétitions en tandem d’une même séquence, sans différence de séquence entre les répétitions.
• Microsatellite : Un bloc de répétitions en tandem de motifs de 2, 3 ou 4 nucléotides dont le nombre varie entre les individus.

★ À maîtriser

• L’analyse d’un microsatellite consiste à l’amplifier par PCR puis à séparer les fragments selon leur taille par électrophorèse sur gel de séquence.

Compléments

• Il existe plus de 1 000 minisatellites répartis dans le génome humain et un VNTR peut présenter plus de 10 allèles dans l’espèce humaine.

• Le motif microsatellite le plus fréquent est [CA]n, avec environ 100 000 répétitions dans le génome humain, et les microsatellites possèdent généralement plus de 10 allèles différents.

📖 7. Applications des marqueurs génétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• CNV : Une variation fréquente du nombre de copies d’une séquence d’ADN, pouvant toucher des gènes impliqués dans l’adaptation à l’environnement.

★ À maîtriser

• Les marqueurs génétiques permettent d’établir des cartes génétiques, de localiser des gènes responsables de maladies héréditaires, de réaliser des diagnostics génétiques et des empreintes parentales.

• Le séquençage de nouvelle génération permet un génotypage exhaustif et l’étude de la structure complexe du génome chez l’homme et les végétaux.

Compléments

• L’empreinte génétique repose sur 13 microsatellites et la probabilité que deux individus partagent le même profil est d’environ 1 × 10⁻¹⁸.

• Dans un test de paternité fondé sur la taille des microsatellites, une concordance de 100 % avec le père est nécessaire pour prouver la paternité génétique.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des marqueurs génétiques