57275430 Cours de Genetique
date post
28-Nov-2015Category
Documents
view
31download
2
Embed Size (px)
Transcript of 57275430 Cours de Genetique
Gntique Licence 1 D1Plan du cours
Philippe ROUSSEAUMatre de confrenceLaboratoire de Microbiologie et de Gntque MolculaireLMGM (UMR5100, CNRS-UPS)Tel: 05 61 33 59 16Mail: [email protected]
Introduction la Gntique
1) Histoire, dfinitions et notion de gne
2) La fonction et la mutation du gne
3) Sgrgation dun gne au cours de la miose
Gntique Licence 1 D2Cours 1
Introduction la Gntique
1) Histoire, dfinitions et notion de gne
2) La fonction et la mutation du gne
3) Sgrgation dun gne au cours de la miose
La gntique
Chaque individu contient un programme gntique (ses gnes).
femelle
mle
Ce programme gntique lui vient de ses parents il le transmettra en partie ses enfants: cest la base de lhrdit.
Gntique Licence 1 D3
La gntique, cest lanalyse et la comprhension de ce programme gntique et de cette hrdit.
La gntique dans la socit
Contrle de lhrdit
Comprhension philosophique
Au niveau des individus somatique
Thrapies gniques chez lHomme
Comprhension des maladies gntiques chez lHomme
Au niveau des espces germinal
Slection animale et vgtale en Agriculture
Clonage animal, vgtal ou microbien en agriculture et en mdecine
Gntique Licence 1 D4
Gntique Licence 1 D5Historique
Mendel (1865), De Vries (1900)
Sutton (1902)
Morgan (1914)
Griffith (1928)
Beadle, Ephrussi, Tatum (1941)
Avery,McArty, McLeod (1944)
Watson, Crick, (1953)
Biologie (1995), Campbell, DeBoeck univ.
Bases
phosphate
dsoxyribose
5
3
Lacide dsoxyribonuclique: lADN
T
G
A
C
A
C
T
G
S
P
S
P
S
P
S
P
P
S
P
S
P
S
P
S
3
5
5
3
Biologie (1995), Campbell, DeBoeck univ.
Adnine (A)Thymine (T)
Cytosine (C)
Guanine (G)
Gntique Licence 1 D6
Gntique Licence 1 D7Rplication de lADN
La structure de lADN reflte sa fonction: Assurer la transmission du matriel gntique dune gnration lautre.
La rplication de lADN:- utilise lappariement spcifique des bases- est semi-conservatrice
5 3 5 3 5 353
3 5353 53 5
ADN nosynthtisADN parental
Biologie (1995), Campbell, DeBoeck univ.
Gntique Licence 1 D8Notion de gne
Gne: Unit fonctionnelle et physique lmentaire de lhrditqui transmet linformation dune gnration la suivante.
Un fragment dADN, constitu constitu dune rgion transcrite et de squences rgulatrices.
Promoteur StopProcaryote
Promoteur StopEucaryote Intron
Exon1 Exon2
Codant
Gntique Licence 1 D9Notion de gnome
Gnome : Ensemble du matriel gntique contenu dans un jeu de chromosomes
Toujours base dADN les gnomes ont des structures et des organisations qui diffrent en fonction des organismes.
Escherichia coliHemophilus influenzae
Saccharomyces cerevisiaeHomo sapiens
4700 C1830 C
13500 L3000000 L
40001703
6000100000
11
17
11
1,616,6
11
1,62,2
Organisme Taille du gnome (kb)
Nombre de gnes
longueur moyennedes gnes (kb)
Nombre moyendexons
Longueur moyennedes ARNm (kb)
Kb = kilo base = 1000 bases L = linaire C = circulaire
Gntique Licence 1 D10Plodie: nombre de copie du gnome
Haplode: Une seule copie du gnomeUne seule copie de chaque gneSi un gne est altr, la fonction quil code est modifie
Diplode: Deux copies du gnomeDeux copies de chaque gneSi un gne est altr, lautre copie garde sa fonction et peut donc compenser la possible perte de fonctionRecombinaison (crossing-over) possible entre les deux copies du gnome
A B C
A B C
Gntique Licence 1 D11Cours 2
Introduction la Gntique
1) Histoire, dfinitions et notion de gne
2) La fonction et la mutation du gne
3) Sgrgation dun gne au cours de la miose
Transcription
RNAPRNAP
-35 -10
+1
Promoteur: exemple E.coli
Fonction du gneModle simple bactrien
Promoteur Stop
Traduction
Codoninitiation
CodonStop
Unit fonctionnelle: gne
La structure du gnereflte sa fonction: Assurer lexpression du matriel gntique.
maturation
Larchitecture dune protine est la cl de la fonction des gnes.
Gntique Licence 1 D12
Un gne code une fonction: importance de larchitecture dune protine
++
enzymesubstrat
enzymeproduit
La structure tridimensionnelle de la protine (enzyme) dfinit sa fonction biochimique.
Si la structure tridimensionnelle de la protine est modifie, sa fonction biochimique peut elle aussi tre modifie.
La mutation du gne peut induire ce type de modification.
Gntique Licence 1 D13
Maladie gntique: enzymes dficientes et mutations
Beaucoup de maladies gntiques sont dues la perte de fonction dune enzyme mtabolique.
Gntique Licence 1 D14
La mucoviscidose est lie la perte de fonction dun pore ions chlorure. Il en dcoule un paississement du mucus entranant des difficults respiratoires.
Altration dune base
Mutation: au niveau de lADN
Mutation: processus alatoire par lequel des gnes passent dune forme alllique une autre
ACGTCTGCAG
ACGTCTGCAG
ACGTCTGTAG
ACGTCTGCAG
ACGTCTGTAG
ACATCTGTAG
ACGTCTGCAG
ACGTCTGCAG
rplication
rplication
Gnration 1
Gnration 2
Deux types de mutations ponctuelles:
Transition: changement dune purine par une autre ou dune pyrimidine par une autreTransversion: changement dune purine par une pyrimidine ou inversement.
Altration dune base.Etape facilite par les agents mutagnes:
- rayons UV- rayons X- rayons beta et gamma- acide nitreux- nitrosoguanidine
*
*
*
Gntique Licence 1 D15
Rparation: - processus par lequel la plupart des lsions ou des mutationsde lADN sont rpares
- ce processus est enzymatique
- la dfaillance dans un des ces processus enzymatique est la base de nombreuses maladies gntiques humaines:cancers de la peau ou du colon
Rparation
Altration dune base
ACGTCTGCAG
ACGTCTGCAG
ACGTCTGTAG
ACGTCTGCAG
rplication
Gnrat 1
*
*ACGTCTGCAG
ACGTCTGCAG
Gnrat 1*
Rparation du msappariement
Rparation de la lsion
Gntique Licence 1 D16
Gntique Licence 1 D17Mutation: frquence
Chez un procaryote ou un eucaryote unicellulaire
Mutation dun gne : environ 10-8
Lobtention dun mutant dpendra du nombre de gne quil faut muter pour observer le phnotype:
- mutation dun gne en particulier: 10-8
- mutation dun gnes parmi plusieurs: 10-6
- mutation dun codon particulier dun gne en particulier: 10-10
Chez un Eucaryote suprieur
Consquences somatiques: frquentes vu le grand nombre de cellules et donc de divisioMutation dun gne
Consquences germinales:Rares vu le grand nombre de cellules et donc de divisions
Mutation: consquence au niveau protique Gntique Licence 1 D18
Dans une mutation ponctuelle, le changement de base peut induire un changement de codon.
StopPromoteur
Les mutations ponctuelles peuvent tre:
- faux-sens: changement de codon et dacide amin TGT(Cys) TCT(Ser)
- non-sens: changement de codon vers un codon stop TAC(Tyr) TAA(Stop)
- silencieuse: changement de codon sans changement dacide amin CCT(Pro) CCC(Pro)
Rversion
Rversion: cest une mutation qui en annule une autre
mutation rversion
- rversion vraie AAA(Lys) GAA(Glu) AAA(lys)
- rversion quivalente TCC(Ser) TGC(Cys) AGC(Ser)
Gntique Licence 1 D19
Promoteur Stop
Consquence fonctionnelle des mutations: Perte de fonction chez les haplodes
Enzymeinactive
+
Enzymeactive
substrat
mutanta-
[dficient]
Gnotypes
Phnotypes
sauvagea+
[normal]
Gntique Licence 1 D20
Consquence fonctionnelle des mutations: Perte de fonction chez les diplodes
Enzymeinactive
+
Enzymeactive
substrat Enzymeinactive
Homozygote mutanta-/a-
[dficient]
Gnotypes
Phnotypes
Homozygote sauvagea+/a+
[normal]
Htrozygotea+/a-
[normal] si haplo-suffisance[dficient] si haplo-insuffisance[intermdiaire] si co-dominance
Enzymeinactive+
Enzymeactive substrat
+
Enzymeactive substrat
Gntique Licence 1 D21
Consquence fonctionnelle des mutations:gain de fonction chez les haplodes
+
Enzymeactive
substrat
mutantam
[mutant]
Gnotypes
Phnotypes
sauvagea+
[normal]
Enzymedactivitdiffrente
Gntique Licence 1 D22
Consquence fonctionnelle des mutations:gain de fonction chez les diplodes
+
Enzymeactive
substrat
Homozygote mutantam /am
[mutant]
Gnotypes
Phnotypes
Homozygote sauvagea+/a+
[normal]
Htrozygotea+/am
[normal] et/ou [mutant]Suivant les cas
+
Enzymeactive
substrat
+
Enzymeactive
substratEnzyme
dactivit
diffrente
Enzyme
dactivit
diffrente
Enzyme
dactivit
diffrente
Gntique Licence 1 D23
Gntique Licence 1 D24Cours 4
Introduction la Gntique
1) Histoire, dfinitions et notion de gne
2) La fonction et la mutation du gne
3) Sgrgation dun gne au