UIC I Génétique - Cours 2 GENETIQUE HUMAINE

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UIC I Génétique - Cours 2 GENETIQUE HUMAINE. L’EUCHROMATINE ET l’HETEROCHROMATINE. la CHROMATINE = ADN + proteines Exclusive da n s noyau 2 types morpho-fonctionelles: EUCHROMATINE active genetique dispersee HETEROCHROMATINE inactive genetique condensee ( chromocentres ). - PowerPoint PPT Presentation

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  • UIC IGntique - Cours 2

    GENETIQUE HUMAINE

  • LEUCHROMATINE ET lHETEROCHROMATINE

    la CHROMATINE = ADN + proteines Exclusive dans noyau 2 types morpho-fonctionelles: EUCHROMATINEactive genetiquedispersee HETEROCHROMATINEinactive genetiquecondensee(chromocentres)

    CaracteristiquesEUCHROMATINEHETEROCHROMATINECondensationDisperseecondensee (chromocentres)ColorationFaibleIntenseLe temps de la replication (la phazs S)PrecoceTardiveActivite genetiqueActiveInactive (ou faible)Composition chimiquePredomine p.b. C - G; ADN nerepetitif; des proteines nonhistoniquesPredomine p.b. A - T; ADN repetitif; des proteines histoniquesRole morphologiqueConstitue des bandes R positives (ou G negatives)Constitue les bandes R negatives (ou G positives)

  • LEUCHROMATINE ET LHETEROCHROMATINE LHETEROCHROMATINE :

    Constitutive presence constante en structure du chromosomes : les bandes G, bandes C (cen, Yq, p A, CS)

    facultative different en cellulee / organismes differents (lhetrochromatinisation une forme de reglage genique) ex., la chromatine sexuelle

  • LA CHROMATINE SEXUELLELa CHROMATINE SEXUELLE :un chromocentre de HCRTavec caracteristiques morphologiques precises,permets lidentification le numero des chromosomes sexuells- lidentification de sexe genetique (XX sau XY)- les anomalies des chromosomes sexuells (XO, XXX, XXY).A la femme: la chromatine X (le corpuscul du Barr)Aux males: la chromatine Y (le corpuscul F)

  • LORIGINE DE LA CHROMATINE SEXUELLE La chromatine X :resulte par linactivation dun chromosome X (a la femme XX) le corpuscul du Barr

    Lhypotese Lyon (1961):1- linactivation du chromosome X est total a chaque sexe un seul chromosome X activ.(correct = partiel ils sont des genes actives sur les 2 chromosomes X)2- se produit precoce (in utero) et est definitive (parfois reversibile)3- se produit par hasard (XM ou XP) et independents en chaque cellule (parfois correle avec la structure de chromosome X)

  • Numero des c. Barr = la somme des chromosomes X inactives(numero des chromosomes X = nr. c. Barr + 1)

    DIAGNOSTIQUEFemme Homme Nr. C. Barr012012Sexe genetique(dans intersexualite)XXXYDes snomalies de numero des chromosomes sexuelles (desdysgenesies gonadiquesXOXXXXXYXXYYXXXY

  • LA CHROMATINE SEXUELLE LA CHROMATINE Y :

    represent lheterochromatine de 2/3 parts distales de bras long de chromosome Y(se colore avec flurochromes ex., quinacrine et est visiblea la microscope avec UV comme un corpuscul fluorescent -corpuscul F)exclusive aux hommesNr. corpuscule F = nr. cromosomes Y les hommes XYY ont 2 corpuscules F

  • LA STRUCTURE SUPRAMOLECULAIRE DE LA CHROMATINE

    Lanalyse de la chromatine a la microscope electronique a indique un systeme complex de compactage de la molecule de lADN des fibres de chromatine

    avec dimensions differentes Formees par ADN, histones et proteines nonhistoniques.

  • Le nuclosome (10nm) Un segement dADN (146pb)Spirale : 1 tour autour dun noyau histonique, cylindrique (8molec) un NUCLEOSOMELes nuclosomes voisins lis par un segment dADN lineaire (60pb) le FILAMENT avec NUCLEOSOMES (collier des perles"). Le filament avec nucleosomes est stabilise par la histone H1, qui lie deux nucleosome voisins. Un taux de "compactage" 10:1 U.M.F IAI

  • 2) Le solenoide (30nm) Le filament avec nucleosomes se spirale en solenoide (30 nm)Taux de "compactage" de filament avec nucleosomes 5:1 Le solenoide (30 nm) se plie en boucles laterales atachees au squelette des proteines nonhistoniques 300nm Une boucle (un domain chrs) ~75Kb quelque genes = unite fonctionel (de transcription et de replication). Taux de "compactage" 10:13) La fibre de chromatine pliee en boucles laterales (300 nm)

  • Le chromosome metaphasique (300 nm)

    En prophase les fibres de chromatine se condensent (20:1) la chromatide (700 nm) dun chromosome Les chromosomes grade maximal de condensation en metaphase de la division

  • ADN Nucleosome solenoide la fibre de LA CHROMATIDE CHROMATINE DUN PLIEE EN BOUCLES CHROMOSOME

    INTERPHASE DIVISION

    Chaque chromatide a une seule molecule dADNorganisee en plusieurs structures succesives,compactee ~ 10.000 fois necessaire pour:Le placement ordone des molecules de lADN en noyauLa distribution correcte du materiaux genetique en divisionU.M.F IAI

  • Les boucles de la fibre de chromatine se fixent irreguliere aux squelette proteique: Des zones condensees = les chromomeresDes zones moins compactes

    Par la condensation de la chromatide en prophase, les chromomeres sunissent et formente des bandes condensees et colorees (bandes G + = lheterochromatine) qui alternent avec des bandes moins condensees et colorees(bandes R + = leuchromatine).

  • Chaque chromosome a une structure interne heterogene caracteristique(qui permets lidentification precise)U.M.F IAI

  • LES CHROMOSOMESCHROMOSOMES = organites nucleaires qui fixent des colorants basiques (gr. chroma = couleur + soma = corp)

    Fonctions:Le transport + distribution du materiel genetique en division la stabilite des procesus hereditaires.Assurent la recombinaison genetique en meiose

  • La morphologie des chromosomes humainsdes elements communs a tous chromosomes1- Les CHROMATIDES - Crs = bichromatidien apres la replication;Les chromatides dun chromosome sont identiques (soeurs) 1 molecule dADN + Proteines

    2- Le CENTROMERELe lieu de attachement des chromatides soeurs (par la proteine ISS)unique constriction primaireDivise les chromatides en 2 bras p et qA une position fixe determinee par une sequence dADN repetitif (ADN satellite) identique a tous les chromosomes) + ADN specifique a chaque chromosome;Des chromosomes Metacentrique, SubmetacentriqueAcrocentrique

    U.M.F IAI

  • Elements communs a tous chromosomes2- Le CENTROMERE

    Role essentiel pour la SEGREGATION des chromosomes pendant la division cellulaire:

    A lADN centromerique se fixent des proteines CENP = kinetochores lieu datachement aux filaments de fuseau mitotique qui tractent les chromatides vers les poles (en anaphase)MT

  • Elements communs a tous chromosomes3- Les TELOMERES = des structures specialisees, formees par ADN repetitif + proteines, qui couvrent et protegent les extremites des chromosomes.

    Fonctions:Maintiennent l integrite structurelle;Assurent la replication complete;positionnent les chromosomes dans le noyau

  • Elements particuliers des chromosomes

    Les SATELLITES = des formations dheterochromatine attaches aux bras courts des chromosomes acrocentriques (except Y) = des variantes normales

    (2) Des CONSTRICTION SECONDAIRES = des blocs dheterochromatine situes sur quelques chromosomes (1q, 9q, 16q) pres de centromere = variantes normales

    (3) Des SITES FRAGILES = des lacunes moins colorees sur les chromatides des quelques chromosomes. La majorite = variantes normales; lexception fra Xq27 associe avec une forme de retard mentale = Sdr. X fragile (RMLX-1:4000 nn) U.M.F IAI

  • Elements specifique a chaque chromosome: les BANDES

    Utilisant different traitements chimiques nous obtenons une serie continue de bandes longitudinales colorees qui alternent avec des bandes moins colorees

    Les bandes refletent la structure heterogene des chromosomes

    Chaque chomosome a un model caracteristique de bandes lidentification precise.

  • LES TECHNIQUES DANALYSE CHROMOSOMIQUEa) Le principes des methodes

    1- Obtention de cellules en division:Des cultures cellulaires: lymphocytes, fibroblastes, cellules foetales ( amniocentese);- 0,5 ml du sang peripherique (recolte steril, sur heparine) milieu de culture avec phytohemaglutinine (stimule des divisions) 72 heuresDes tissus qui se divisent activement: moelle osseuse ( ponction medullaire), trophoblaste ( placentocentese)2- Obtention de cellulee en metaphase: bloque la division avec colchicine3- Obtention de preparations cellulaire: hypotonisation, fixation, etalement sur lamelle, coloration techniques de marquage en bandes4- Lanalyse des preparation caryotype

  • LES TECHNIQUES DANALYSE CHROMOSOMIQUE

    LES TECHNIQUES DE GENERATION I (1956)- des chromosomes uniformement colores- identification imprecise

    LES TECHNIQUES DE GENERATION II (1970)- le marquage en bandes G ou R sur chromosomes metaphasiques (400 bandes)- identification precise

  • TECHNIQUES DANALYSE CHROMOSOMIQUE

    DES TECHNIQUES DE GENERATION III (1977)- techniques de haute resolution sur chromosomes pro-mtaphasiques (550 bandes) ouprophasiques (850 bandes)- une bande = 3-5 Mb

    DES TECHNIQUES DE GENERATION IV (1991)- cytogenetique moleculaire- FISH metaphasique- identification tres precise des translocations chromosomiques et microdeletions- FISH interphasique

  • FfluorescenceIinSsituHhybridizationHybridasation fluorescent in situTechnique moleculaire pour detection des anomalies chromosomiquesTechnique moleculaire pour localisation des sequences geniques

  • LE PRINCIPE DE LA TECHNIQUE FISH

    Hybridation (formation des liaisons de hydrogene) entre une sonde specifique dADN (marquee fluorescente) et la sequence complementaire presente dans un segment chromosomique la lois de la complmentarit des bases nytrogenique: A-T C-G

  • La technique FISH

    Sonde et ADN cible Le marquage de la sonde indirect et direct La dnaturation de la sonde et ADN cible Lhybridation entre sonde et lADN cible La fixation de fluorophore a lhaptne (marquage indirecte)

  • Exemple de sondesSonde de lADN rptitif :b) Sonde centromerique (cellule interphasique)c