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Introduction à la Pathologie Moléculaire du Gène. [email protected]. Introduction à la Pathologie Moléculaire du Gène Portrait robot d’un gène eukaryote et bases moléculaires des maladies génétiques. 01_14.jpg. 1 / Situation d’une mutation. 2 / Nature d’une mutation : - PowerPoint PPT Presentation
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Introduction à la Pathologie Moléculaire du Gène
Portrait robot d’un gène eukaryote et bases moléculaires des maladies
génétiques
01_14.jpg
1 / Situation d’une mutation
2 / Nature d’une mutation :
Mutations ponctuelles Vs. Mutations avec modification de taille
Décalages de phase de lecture
= 70 %mutationsponctuelles
2 / Nature d’une mutation :
Mutations avec modification de taille Vs. Mutations ponctuelles
16_01.jpg
3- Effet d’une Mutation : Faux-Sens (ou petite délétion en phase) Vs.
Mutations « Tronquantes »
3 / Effet d’une mutation :
Mutation faux-sens Vs. mutations « tronquantes » :
= 45-50 %mutationstronquantes( )
Introduction à la Pathologie Moléculaire du Gène
Génome humain : un paysage complexe … et donc la possibilité de mutations de genres nouveaux
Génome Humain : Bien Moins de Gènes qu’Attendu (Espéré ?)
Assembly: NCBI Ensembl, Mar 2006
Gènes connus : 21.206
Gènes prédits : 2.135
Gènes (total) : 23.341
Pseudogènes : 719
Gènes à ARN : 1.430
Transcrits géniques : ++++++
1/ Mais, très grandes difficultés pour « définir » un gène : - limites 5’ et 3’- transcrits multiples +++- complexité et distance des zones régulatrices
1940 : 100.0001950 : 80.0001990 : 50.0002000 : 30.0002006 : 23.0002008 : 20.5002010 : …/…
10_15.jpg
Complexité des Gènes à produits Multiples
Gène moyen 27 000
Variants communs >0.05 ; 6 000 K
gene nr 24680
rs24695 rs58376 rs886983
100 kb
Génome Humain 2/ Le Paysage Génomique « Moyen » est désert ….
Génome Humain : Désert mais Irrégulièrement PeupléDistribution de Gènes : « Déserts et Cités »
Chromosome 22 humain
Des zones de régulation génique partagées ?
• > 50% de séquences répétées
• Séquences codantes ~1.5%
• Régions intergéniques : 70-75%
• International HG Sequencing Consortium, • Nature 2001, 409:860-921
Génome Humain : Désert et Monotone
Human 58% 98%
Mouse 55% 98%
Fruitfly 60% 71%
Worm 59% 56%
Yeast 70% 0.6%
Known or predicted
transcribed
Noncoding percent of
transcription
7Mb 100Mb 130Mb 2.6Gb 2.9Gb
3/ Importance des Régions Non Codantes de l’ADN
= coding sequences
Human
De Nouvelles Séquences Non Codantes d’Intérêt
Exemple : Gènes à microARN
• ARNs non codants de ~22-nucleotides
• Contrôlent l’expression de gènes (post-transcriptionnel)
• De structure caractéristique (“stem-loop”)
• 400-450 gènes à miARN dans le génome
10_23_2.jpgGénome Humain (4) : Complexité de la Régulation Génétique
(4)Et aussi : micro-ARN, séquences conservées non géniques, etc…
Introduction à la Pathologie Moléculaire du Gène
Hétérogénéité allélique
Drépanocytose (anémie falciforme) : Hémoglobine S (« sickle »)
Bêta-6 Glu/Val - GAG / GTG au codon 6 du gène de la chaîne -globine
( )
Délétion du gène SMNt
Amyotrophies Spinales Infantiles
Homogénéité allélique absolue
au locus FGFR3 pour l’achondroplasie : Mutation G3805(GGG …. AGG)
Hétérogénéité Allélique : Une Maladie, un Locus, de Multiples Allèles Mutants
Une Maladie : de Multiples Mutations (hétérogénéité allélique)
Introduction à la Pathologie Moléculaire du Gène
Mutation ou polymorphisme ?
Variations de Séquence ADN : Mutation ou Polymorphisme ?1/ Arguments moléculaires :
Nature et situation : mutations « tronquantes » Vs. faux-sens
2/ Arguments génétiques :- Ségrégation familiale- Variation de novo ou héritée- Étude de témoins
3/ Argument de génomique comparative (phylogénie) :- Conservation du domaine protéique entre espèces - Conservation dans la famille protéique
4/ Arguments fonctionnels in vitro :Tests fonctionnels : cellulaire, biochimique, immunologique, ...
5 / Arguments fonctionnels in vivo : Modèle animal (spontané ou expérimental)
Gène moyen 27 000
Variants communs >0.05 ; 6 000 K
CNVs 3 000
STRs 3 000
gene nr 24680
CNV#457
rs24695 rs58376 rs886983
100 kb
Génome Humain Le Paysage Génomique « Moyen » est Très Variable (polymorphe)
Mutations et Polymorphismes de l’ADN
Mutation : changement stable (permanent) et héritable de la séquence d’ADN
Variations anormales : mutations
Variations normales : polymorphismes
Polymorphisme : variation stable de la séquence d’ADNhéritable sur un mode mendélien, en général co-dominant
trouvée à une fréquence égale ou supérieure à 1% (en dessous, on parle de variant rare)
Polymorphismes Génétiques
AllèlesFréquence Méthode
VNTRs / minisatellites N Southern-blot
STRs / microsatellites n 1/6.000 pb PCR
Variation de nombre de copies n CGH
(CNV)
SNPs 2 1/500 pb PCR / puces
dbSNP 4.9 millionsReference SNPs 3.0 millionsvalidated RefSNPs 0.5 millions
1 / Argument moléculaire : Nature de la variation nucléotidique
2 / Arguments génétiques (1) : Ségrégation de la variation nucléotidique
2 / Arguments génétiques (2) : Variation nucléotidique de novo
2 / Arguments génétiques (3) : Absence de la variation chez les témoins
19_14_2.jpg 3 / Argument phylogénique : Conservation du site muté entre espèces
3 / Argument phylogénique : Conservation du site muté entre espèces
SNP IVS-1 C/T (+ 9.7 / 23.3 kb)
Conservation Phylogénique Hors Régions Codantes
3 / Argument phylogénique : Conservation du site muté entre espèces
4 / Arguments fonctionnels : Anomalie d’expression du gène (ARNm)
C m m
4 / Arguments fonctionnels : Anomalie d’expression du gène (ARNm)
4 / Arguments fonctionnels : Anomalie du produit du gène (bioch. etc..)
5 / Arguments fonctionnels in vivo : Système modèle (animal) « Of mice and men »
C-KIT mutation
RET gene mutation
Introduction à la Pathologie Moléculaire du Gène
Germinal ou mosaïque ?
04_10.jpg
Mosaïque Somatique
Mosaïques Somatiques
Mosaïque Germinale
