Fiche de révision : Variabilité génétique et mutations

📋 Plan du Cours

1. Fidélité de la réplication de l’ADN
2. Mutations et agents mutagènes
3. Effets des UV chez les levures
4. Réparation des erreurs de l’ADN
5. Conséquences et transmission des mutations
6. Mutations et développement des cancers
7. Origines et risques héréditaires des cancers

📖 1. Fidélité de la réplication de l’ADN

★ À maîtriser

• La relecture 3’→5’ de l’ADN polymérase fait passer la fréquence d’erreur à environ 1 pour 10⁷ nucléotides.

• Après la réparation post-réplication des mésappariements, la fréquence finale d’erreur est d’environ 1 pour 10⁹–10¹⁰ nucléotides répliqués.

Compléments

• Le génome humain contient environ 3 × 10⁹ paires de bases.

• Sans correction, la réplication comporte environ 1 mésappariement pour 10⁵ nucléotides incorporés.

💡 Astuce mémo

1 erreur sur 10⁵ → 10⁷ → 10⁹–10¹⁰ après les corrections

📖 2. Mutations et agents mutagènes

🔑 Notions clés & Définitions

• Mutation : Modification d’un ou plusieurs nucléotides qui change la séquence d’un gène.

★ À maîtriser

• Les trois types de mutations ponctuelles sont :

  • la substitution, qui remplace un nucléotide
  • la délétion, qui en enlève un ou plusieurs
  • l’insertion, qui en ajoute un ou plusieurs

• Des mutations spontanées peuvent apparaître en phase S à la suite d’erreurs de l’ADN polymérase pendant la réplication.

• Les agents mutagènes cités comprennent :
  • les UV
  • la fumée de tabac
  • la radioactivité

Compléments

• Des mutations peuvent aussi apparaître hors de la phase S à la suite de modifications chimiques de nucléotides, comme la désamination.

• Les substitutions où un C est remplacé par un T sont présentées comme les substitutions les plus fréquentes, et leur nombre augmente avec l’âge.

💡 Astuce mémo

Spontanée : erreur ou altération ; induite : agent mutagène

📖 3. Effets des UV chez les levures

★ À maîtriser

• Chez les levures étudiées, l’allèle 2 du gène ADE2 est associé à la couleur rouge, tandis qu’une mutation de ce gène est associée à la couleur blanche.

• Dans l’expérience, le pourcentage de colonies blanches est de 6,25 % sans exposition aux UV, de 15,23 % après 30 s, de 20,67 % après 60 s et de 34,62 % après 120 s.

• Dans l’expérience sur les levures, l’augmentation du temps d’exposition aux UV s’accompagne d’une augmentation du pourcentage de colonies blanches mutées.

Compléments

• La comparaison des séquences du gène ADE2 associe la couleur blanche des levures à une substitution T→G en position 103.

💡 Astuce mémo

Exposition aux UV accrue → colonies blanches plus nombreuses

📖 4. Réparation des erreurs de l’ADN

★ À maîtriser

• À la fin de l’interphase, le cours indique environ une erreur pour 10⁹ nucléotides, contre une erreur pour 10⁵ nucléotides effectués au cours de la réplication.

• 🔄 La réparation de l’ADN suit trois étapes :

  1. détection de l’erreur
  2. enlèvement et élimination du fragment qui la contient
  3. synthèse du fragment complémentaire par l’ADN polymérase

• Si une mutation n’est pas détectée ou si sa réparation est incorrecte, elle persiste après la réplication et peut être transmise lors de la division cellulaire.

Compléments

• Des endonucléases interviennent dans la réparation de l’ADN, et plusieurs gènes sont responsables de la synthèse des enzymes impliquées.

• Les personnes atteintes de Xeroderma pigmentosum ont une mutation dans un gène codant une endonucléase indispensable à la détection et à la réparation de l’ADN.

💡 Astuce mémo

Détecter → éliminer le fragment → resynthétiser

📖 5. Conséquences et transmission des mutations

★ À maîtriser

📌 Une mutation d’une cellule somatique affecte l’individu et peut contribuer à l’apparition d’un cancer, tandis qu’une mutation d’une cellule germinale peut être transmise à la descendance si la cellule participe à la fécondation.

Compléments

• Une mutation germinale transmise peut être à l’origine d’une maladie génétique héréditaire ou d’un nouvel allèle contribuant à la variabilité génétique.

💡 Astuce mémo

Somatique : individu ; germinale : descendance possible

📖 6. Mutations et développement des cancers

🔑 Notions clés & Définitions

• Cancer : Dû à une cellule souche somatique anormale qui se multiplie de façon incontrôlée et forme une masse appelée tumeur.

★ À maîtriser

• Les cellules cancéreuses peuvent perdre leur fonction, échapper au contrôle du cycle cellulaire, se multiplier de façon incontrôlée et perdre leur adhésion, ce qui facilite leur déplacement et la formation de métastases.

• La protéine p53 participe à la régulation du fonctionnement cellulaire et au contrôle des systèmes de réparation de l’ADN et du cycle cellulaire.

Compléments

• Les tumeurs peuvent augmenter les besoins nutritifs de la masse cellulaire, et les tumeurs secondaires sont appelées métastases.

• Dans 70 % des cancers du poumon mentionnés dans le cours, le cancer est lié à une mutation de p53.

• Les aneuploïdies sont des anomalies liées à une mauvaise répartition des chromosomes lors de la mitose.

💡 Astuce mémo

Mutation persistante → échappement aux contrôles → prolifération et tumeur

📖 7. Origines et risques héréditaires des cancers

★ À maîtriser

📌 Un cancer ne se transmet pas directement à la descendance, mais une mutation héréditaire d’un gène impliqué dans son développement peut transmettre une prédisposition génétique.

Compléments

• Fumer un paquet de cigarettes par jour pendant un an entraîne environ 150 mutations dans les cellules des poumons.

• Les infections citées parmi les facteurs pouvant déclencher des cancers sont celles :

  • par le virus de l’hépatite B
  • par le virus de l’hépatite C
  • par le HPV

• Plus de 90 % des cancers du sein sont spontanés, tandis que 5 à 10 % sont liés à des facteurs génétiques héréditaires.

• Une mutation du gène BRCA1 a été identifiée chez Angélina Jolie avant sa double mastectomie révélée en 2013.

💡 Astuce mémo

Le cancer ne se transmet pas ; une prédisposition génétique peut l’être