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Introduction

De nos jours, la génétique humaine ne s’intéresse non plus de à la transmission des caractères morphologiques, mais beaucoup plus à l’étude de la transmission des maladies héréditaires et des gènes impliqués dans les marqueurs de l’identité biologique (groupe sanguin par exemple). La génétique humaine s’occupe aussi de l’étude des anomalies chromosomiques

Objectif du chapitre

– Expliquer les mécanismes de la transmission de certains gènes (autosomal, gonosomal).

– Expliquer les mécanismes de la transmission des maladies héréditaires.

– Identifier les caryotypes des individus présentant des anomalies ou aberrations chromosomiques.

– Dégager les conséquences des anomalies chromosomiques.

– Relever la nécessité des examens prénuptiaux dans la prévention des maladies héréditaires.

I – Les obstacles au développement de la génétique humaine.

Il est important de noter que la méthode expérimentale telle que pratiquée avec les animaux ou les plantes ne saurait être appliquée à l’être humain à cause de multiples raisons on peut citer :

– La faible fécondité de la femme : les conditions économiques amène les couple à avoir une moyenne d’enfant égal à quatre ce qui est très faible pour appliquer la méthode statistique.

– La durée très longue du renouvellement des générations : car il faut attendre 25 ans voire plus pour espérer avoir une descendance.

– L’impossibilité de diriger les unions : Le choix d’un conjoint dépend d’une volonté ferme et pour des raisons expérimentales (des frères et sœurs ne se marient jamais).

II – Etudes de quelques cas simple d’hérédité chez l’homme

En génétique humaine, les méthodes couramment utilisées sont :

– L’étude de l’arbre généalogique

– Le diagnostic prénatal et l’analyse des caryotypes

– Le diagnostic prénatal et l’analyse de l’ADN

1- La notion de pedigree ou arbre généalogique

L’arbre généalogique ou pedigree est une représentation conventionnelle des liens de parenté qui existe entre les différents membres d’une famille. Dans certaines familles des maladies héréditaires peuvent être étudiées aisément à partir de l’arbre généalogique.

Les individu d’une même génération sont regroupés sur une ligne horizontale repérée par des chiffres romains : I, II, III…Les descendants d’un couple sont ordonnés suivant l’ordre de leur naissance : 1, 2, 3…Chaque individu peut être nommé exemple : III3 est une femme alors que II2 est un homme.

D’après ce pedigree, quel est le lien de parenté entre I1 et I2, entre III2 et III3.

NB 1 : Si dans un pedigree, des parents phénotypiquement sains ont dans leur descendance un ou plusieurs enfants malades, le gène responsable de la maladie est récessif. Par contre si le gène est dominant il s’exprime à chaque génération.

NB 2 : Si dans un pedigree, un père phénotypiquement sain ne donne pas de filles malades et qu’une mère malade ne donne que des garçons malades alors, les gène responsable de la maladie est récessif et porté par le chromosome sexuel X.

2- Exemples d’hérédité chez l’homme

1. a) la transmission des groupes sanguins (le système ABO)

Les travaux sur les réactions d’agglutination ont de déterminer quatre groupes sanguins chez l’homme : A, B, AB et O. ces groupes sanguins sont définis par la présence ou non de molécules formées de polysaccharides sur la membrane des hématies.

En effet les marqueurs sur la membrane des hématies sont aussi appelés antigènes ou agglutinogènes alors que dans le sérum ou dans le plasma on retrouve des anticorps ou agglutinines. Le tableau suivant nous résume les antigènes et les anticorps présent chez les différents groupes sanguins.

Quelques croisements

NB : Dans la transmission des groupes sanguins il est important de noter que les allèles A et B sont codominants et tous dominants par rapport à l’allèle O.

Les possibilités de transfusion sanguine dans le système ABO

Il est il important de noter que l’agglutinine et l’agglutinogène correspondant ne peuvent coexister si non il y aura réaction d’agglutination ; c’est-à-dire que les hématies se collent les unes sur les autre. C’est l’agglutination des hématies qui est responsable des accidents lors des transfusions sanguines hasardeuses.

1. b) La transmission du facteur rhésus

L’antigène rhésus est porté par les hématies. Un individu qui porte le facteur rhésus est dit rhésus positif et noté (Rh+), alors que celui qui ne porte pas le facteur rhésus est rhésus négatif et noté (Rh-). La transmission du facteur rhésus obéit aux lois de Mendel et Rh+ est dominant par rapport à Rh-, les génotypes possibles son :

Quelques croisements

Dans le système rhésus deux cas de figures peuvent se présentes :

– Les transfusions sanguines

Dans le même groupe sanguin, Rh+ peut donner son sang à Rh+, Rh- peut donner son sang à Rh-

Rh- peut donner son sang à Rh+ et pourtant Rh+ ne peut pas donner son sang à Rh-

– Les cas de grossesse

Lorsqu’une mère Rh- porte un enfant Rh+, son organisme peut fabriquer des anticorps anti rhésus. Généralement le premier enfant naît, mais ce sont les embryons Rh+ suivants qui seront détruit par les anticorps anti rhésus maternels.

1. b) La transmission de l’hémophilie

L’hémophilie est une maladie caractérisée par des hémorragies prolongées dues à une mauvaise coagulation du sang. Elle n’atteint que les hommes, les femmes hémophiles sont rares, il se pourrait que les embryons Xh Xh ne soient pas viables ; on dit pour cela que l’allèle est létal à l’état homozygote. L’allèle de l’hémophilie récessif est noté (h) et l’allèle normal est noté (N)

Quelques croisements

Parents :                       Homme hémophile               croisé                 femme vectrice

Génotype :                                 Xh                                                                                                XN

Y                                                               Xh

Gamètes :                              Xh , Y                                                       XN ,   Xh

F1 :                                                         Echiquier de croisement

– ¼ ou 25 p.100 de femmes vectrices

– ¼ ou 25 p.100 d’hommes hémophiles

– ¼ ou 25 p.100 d’hommes normaux

– ¼ ou 25 p.100 d’embryons non viables

1. c) transmission du daltonisme

Le Daltonisme est une maladie héréditaire caractérisée par l’impossibilité de distinguer le rouge et le vert. Cette maladie est plus fréquente chez les hommes bien qu’il existe des femmes daltoniennes. L’allèle responsable du daltonisme noté (d) est récessif et porté par le chromosome X par rapport à l’allèle normal noté (N). On peut avoir les génotypes suivants :

– XN XN : femme normale                     – XN Y : homme normal           – Xd Xd : femme daltonienne

– XN Xd : femme vectrice                       – Xd Y : homme daltonien

Si une femme porte à la fois le gène du daltonisme et celui de l’hémophilie, il peut se produire chez elle le crossing-over ou enjambement.

Quelques croisements

Parents :                            Homme daltonien                 croisé                       Femme vectrice

Génotypes :                                 Xd                                                                         XN

Y                                                                           Xd

Gamètes :                               Xd , Y                                                                   XN , Xd

F1 :                                                        Echiquier de croisement

– ¼ ou 25 p.100 de femmes vectrices

– ¼ ou 25 p.100 de femmes daltoniennes

– ¼ ou 25 p.100 d’hommes normaux

– ¼ ou 25 p.100 d’hommes daltoniens

III – Les anomalies chromosomiques

Une anomalie chromosomique ou aberration chromosomique est une modification de la structure d’un chromosome ou du nombre de chromosomes dans un caryotype. Il existe plusieurs anomalies chromosomiques parmi lesquels : le syndrome de Down, de Klinefelter, de Turner…

1- Le syndrome de Down

Il atteint les deux sexes, un individu atteint par ce syndrome a des doigts courts, un nez court, un visage arrondi, un retard mental et parfois des malformations cardiaques. Le caryotype à 47 chromosomes d’une personne atteinte du syndrome de Down présente trois chromosomes à la paire 21, d’où le nom de trisomie 21 et parfois de mongolisme. La formule chromosomique est :

2n + 1 = 45 autosomes + XY pour le garçon et 2n + 1 = 45 autosomes + XX pour la fille

2- Le syndrome de Turner

Il n’affecte que les femmes qui seront alors de petite taille, sans développement des caractères sexuels secondaires et qui présentent un retard mental. Les sujets atteints, stériles bien que de sexe féminin ont un seul gonosome X et par conséquent un caryotype avec 45 chromosomes. Leur formule chromosomique est : 2n – 1 = 44 autosomes + XO. Le syndrome de Turner est une monosomie 23 (un seul chromosome à la paire 23).

3- Le syndrome de Klinefelter

Il atteint les hommes, ceux-ci présentent des caractères de types masculins (épaules larges) et des caractères de types féminins (bassin larges, seins), ils sont sans barbe et présentent de petits testicules. Lorsqu’on est atteint de ce syndrome on est stérile et le caryotype possède 47 chromosomes car il y a un chromosome X en plus à la paire 23. On dit souvent aussi trisomie 23. La formule chromosomique est la suivante : 2n + 1 = 44 autosomes + XXY.

NB : Les anomalies chromosomiques résultent le plus souvent d’une mauvaise ovulation.

III – Les anomalies géniques

On les appelle aussi mutations c’est-à-dire des modifications brusques et héréditaires affectant la structure d’un gène. Les principales mutations géniques sont : la substitution, la délétion et l’insertion.

1- La drépanocytose (anomalie génique par substitution)

La drépanocytose ou anémie falciforme est une maladie héréditaire due à la présence dans le sang de globules rouges en forme de faucille. En effet chez le drépanocytaire il y a une hémoglobine anormale notée (HbS) par rapport à l’hémoglobine normale (HbA), c’est cette mauvaise hémoglobine qui est responsable de la déformation des hématies. La synthèse de l’hémoglobine est due à un gène porté par un autosome. L’allèle normal est noté (A) et l’allèle muté noté (S), les allèles A et S sont codominants et leur transmission obéit aux lois de Mendel.

– les sujets AA sont normaux                     – les sujets SS n’ont que l’hémoglobine anormale

– les sujets AS ont l’hémoglobine normale et l’hémoglobine anormale et ne sont pas malades.

Quelques croisements

Parents :                         Homme vecteur                       croisé                         femme vectrice

Génotypes :                             A                                                                                   A

S                                                                                  S

Gamètes :                             A ; S                                                                             A , S

F1 :                                                   Echiquier de croisement

– ¼ ou 25 p.100 d’individus normaux                               – ½ ou 50 p.100 d’individus vecteurs

– ¼ ou 25 p.100 d’individus malades

NB : Ce type d’union entre personnes vectrices est proscrit car il engendre des drépanocytaires.

2 – L’albinisme

Maladie héréditaire, l’albinisme est une anomalie génique liée aux autosomes. Les albinos ont un défaut de pigmentation de la peau et de l’iris car il y a absence de la mélanine ; pigment qui donne la couleur noir à la peau. L’allèle muté noté (a) est récessif par rapport à l’allèle normal noté (N), la transmission de cette anomalie obéit aux lois de Mendel. Les différents génotypes possibles sont :

– NN : individu normal                 Na : individu vecteur               aa : individu albinos

Quelques croisements

Parents :                                   Homme vecteur                 croisé               Femme vectrice

Génotypes :                                         N                                                                N

a                                                                 a

Gamètes :                                       N  , a                                                          N , a

F1 :                                                       Echiquier de croisement

– ½ ou 50 p.100 d’individus vecteurs

– ¼ ou 25 p.100 d’individus normaux

– ¼ ou 25 p.100 d’individus albinos

NB : L’union entre deux albinos est fortement déconseillée, car elle conduit presque toujours à des enfants albinos, même si des découvertes récentes montrent qu’il y a des exceptions à cette règle

Conclusion

Jusqu’à une date très récente, la médecine s’est attardée à soigner les maladies. Mais par la suite, s’est développée une médecine préventive c’est-à-dire visant à protéger les sujets sains en intervenant avant l’apparition d’une maladie par la vaccination et les examens biologiques.

Très récemment s’est développée une véritable médecine prédictive c’est-à-dire une médecine permettant d’identifier les sujets à risques : c’est ainsi qu’on analyse le caryotype du fœtus ou encore l’analyse biochimique de l’ADN.

Toutes ces méthodes sont utilisées dans le cadre des examens prénuptiaux (avant le mariage) et des examens prénataux (pendant la grossesse) pour éviter de mettre au monde des descendants condamnés à souffrir.