Université d’Alger-Faculté de Médecine et de Médecine Dentaire –

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Cours de génétique 2014CytogénétiqueH.BELHOCINE

Responsable du module de Génétique

Structure des chromosomes

I- les chromosomes

• I-1 structure des chromosomesChromosome =1 molécule ADN + protéines histones

Structure des chromosomes

• le Chromosome et composé :- Un bras long nommé (q)- Un bras court nommé (p)- Le centromère qui relie les deux bras*NB: p+q = une chromatide

I-2 Le caryotypeclassification des chromosomes

• Les chromosomes sont classés en fonction:1- de l’indice centromérique: (IC= longueur du bras court/longueur totale du chromosome)a) métacentrique; IC=0,5b) Submétacentrique; IC=0,3c) Subtellocentrique; IC inf. 0,3 (Y)d) Acrocentrique; IC= 0(13,14,15,21,22)

I-2 Le caryotypeclassification des chromosomes

2- de la taille:Du plus grand au plus petit

I-2 Le caryotypeClassification des chromosomes

• 3- de la coloration des bandesLa coloration au GIEMSA donne 2 types de bandes:- Bandes « G »après traitement à la trypsine- Bande « R » après traitement a la chaleur• Bandes G (sombres) = riches en AT• Bandes R (claires) = riches en GC ‘gènes’,

colore mieux les télomères


• Après colorationChromosome formé d’une succession de bandes sombres et claires.


• Selon « ISCN »: international system for human cytogenetic nomenclature

Chaque bras est divisé en région , chaque région en bandes et chaque bande en sous bandes*La numérotation commence à partir du centromère

I-3 Numérotation des bandes

I-4 Ecriture de la position d’une bande sur un chromosome

• Exemple : 1q25• Chromosome 1, bras long , région 2, bande 5

Chromosome, bras, région, bandeI-5 écriture d’un caryotype normal exemple: 46, XY = homme 46, XX = femme

Exemple de caryotype normal

II- réalisation d’un caryotype

• II-1 - stade de la mitose : métaphase(300 bandes) ou prométaphase (1000 bandes)

• II-2- cellules utilisées: - lymphocytes(plus fréquents)- Fibroblastes de la peau- Cellules moelle osseuses- Cellules liquide amniotique

II- réalisation d’un caryotype

• II-3- étapes du caryotype1- mise en culture in vitro (+ phytohémaglutinine)

2- arrêt des mitoses en métaphase (colchicine) 3- dispersion des chromosomes par choc hypotonique4- fixation et coloration des chromosomes5- photographie et classification en fonction de la taille, de IC et de la coloration des bandes.

Technique du caryotype classique

Technique FISH

• Intérêt: permet une analyse beaucoup plus fine du chromosome(quelques Kpb),peut être utilisée en interphase pour détecter des anomalies de nombre.

• Principe: utilisation d’une sonde marquée par une substance fluorescente, qui peut reconnaitre une séquence et se fixer dans une zone précise du chromosome.

Technique FISH (principe)

Différents types de sondescentromérique-locus spécifique-peinture

Duplication 17 et translocation 9-22

Painting

II- transmission des chromosomes

II-1 Rappels sur la Mitose normale:-La mitose concerne les cellules somatiques , elle permet à une cellule mère (46 chr.) de donner 2 cellules filles identiques.- Pendant l’anaphase, les chromatides de chaque chromosome se séparent pour donner des chromosomes à une chromatide.

Diagramme de la mitose• diagramme


• II-2 rappel sur la méiose normale- La méiose concerne les cellules germinales elle

permet à une cellule mère à 2n de donner 4 cellules filles à n chromosomes (spz)

ou une cellule fille à n chromosomes (oct)- La méiose comporte: - une division réductionnelle = séparation des

chromosomes homologues- Une division équationnelle= séparation des

chromatides.


• II-2-2 caractéristiques de la méiose -Prophase I = 90% de temps de la méiose• Leptotène:• Zygotène: appariement des chr.

Homologues(bivalents)• Pachytène: crossing over entre homologues• Diplotène : dissociation des bivalents qui restent

liés par les chiasmas. Décondensation.• Diacynèse: transition avec métaphase I


• II-2-2 caractéristiques de la méiose • La division réductionnelle est bloquée au

stade diplotène (prophase I) dans les ovocytes de premier ordre.

• La méiose se poursuit à partir de la puberté pour donner l’ovocyte de 2eme ordre.

III- Anomalies chromosomiques définition: structure/nombre Anomalies chromosomiques

constitutionnellesacquisesApparait dans le zygote ou gamète

Apparait au cours de la vieDan Certaines cellules/Tissussomatiques

mosaïques Homogènes

III- Anomalies chromosomiques

III.1 Anomalies de nombre: nombre de chromosomes anormal

III.2 Anomalies de structure: structure des chromosomes anormale

III- Anomalies chromosomiques

III.1 Anomalies de nombre:III.1.1 Polyploïdie: Les plus fréquentes 3n ; avec caryotype:69,XXX ; 69, XXY et 69,XYY.Cause: gamète diploïde ou double fécondation.

Remarque: toutes les polyploïdies sont létales.

III.1- Anomalies de nombre

• Causes des polyploïdies:

dispérmie: 2spz(n)+1ovt(n)=1zgt (3n)

1spz(2n)+ 1 ovt (n) = 1 zgt (3n) 1spz (n) + 1 ovt (2n) = 1 zgt (3n)


III.1.2 Aneuploïdie: un ou plusieurs chromosomes en plus ou en moins par noyau

2n+1= trisomie= 1 chromosome en plus= 47 chromosomes

2n-1= monosomie= 1 chromosome en moins=45 chromosomes


a- trisomies (2n+1): Présence de 3 chromosomes homologues au lieu de deuxa.1 trisomies autosomiques-Syndrome de Down : 47,XX, +21 ou 47, XY, +21• La plus fréquentes des anomalies

chromosomiques viables(1/700).• 95% trisomie libre.• Dysmorphie faciale, anomalies digestives,

cardiaques, retard mental.

Caryotype: trisomie 21 libre


- Syndrome de Patau: trisomie 13= 47,XY,+13 47,XX,+13• Fréquence: 1 à 2/10000• Létale quelques mois après la naissance• Dysmorphie cranio-faciale(microcéphalie

microphtalmie), malformations cardiovasculaires, digestives , urinaires, etc…


- Syndrome d’Edwards: trisomie 18= 47,XX,+18 47,XY,+18• Fréquence : 2 à 3 /10000• Létale quelques mois après la naissance• Dysmorphie cranio-faciale, malformations

cardiovasculaires, urinaires ,génitales , etc…


a.2 trisomies gonosomiques:

-Syndrome de klinefelter: 47, XXY.Fréquence: 1/1000 .Azoospermie fréquente(stérilité primaire).gynécomastie(morphotype féminin).grande taille.pas de retard mental

Syndrome de Klinefelter


a.2 trisomies gonosomiques- Syndrome double Y: 47, XYY• Fréquence: 1/1000 • Grande taille• Fertilité réduite, parfois normale(Y surnuméraire

éliminé lors des mitoses des spermatogonies)• Pas de retard mental• agressivité

Syndrome double Y


a.2 trisomies gonosomiques- Syndrome triple X: 47, XXX• Fréquence: 1 /1000• Grande taille• Fertilité réduite• Pas de retard mental


• b-monosomies: 2n-1 ; présence d’un homologue au lieu de deux.

b1-monosomie autosomique: elles sont toutes létalesb2-monosomie gonosomique:-Syndrome de Turner: 45,XO• Fréquence: 0,2/1000• Petite taille• stérilité

Syndrome de Turner

III.1.1 Origines des aneuploïdies

• Non disjonction à la première ou deuxième division de méiose.

III.2 Anomalies de structure

III.2.1 définition: modification de la structure d’un chromosome.A- Translocations: échange ou transfert de segments chromosomiques entre deux chromosomes non homologuesA1: translocation réciproque : échange de segments chromosomiques dans les deux sens.

Translocation réciproque

III.2 Anomalies de structure

• Translocation réciproque:-Ex: 46, XX, t(5;7)(q21;q32)-90% des cas = équilibrée-Fréquence 2/1000- 10% des cas déséquilibrée = point de cassure dans un gène.

Translocation réciproque

• Les porteurs d’une translocation réciproque équilibrée peuvent former des gamètes normaux, équilibrés ou non équilibrés en fonction des ségrégations méiotiques• En pachytène ,formation de

tétravalents.

46,XY,t(5;20)(q11.2;p13)

Translocation réciproque( Fish)

Ségrégations donnant des gamètes déséquilibrés: seg. adjacente

Formation de gamètes normaux et équilibrés, ségrégation alternée

III-2 Anomalie de structure

• A2-Translocation simple:Transfert d’un segment chromosomique d’un chromosome sur un autre chromosome non homologue.- Généralement équilibrée.- Production de gamètes déséquilibrés et

gamètes normaux.- Zygotes avec trisomie partielle ou monosomie

partielle.

III-2 Anomalies de structure: gamètes après translocation simple


A-3 Translocation robertsonienne:• Appelée également fusion centrique• Concerne les chromosomes: 13,14,15,21 et 22

mais plus 13/14 et 14/21.• Equilibrée avec 45 chromosomes, mais gamètes

déséquilibrées.• La plus fréquente des aberrations de

structure(1/1000)• Responsable de trisomie 21 par translocation(5%).

t. Robertsonienne: fusion des bras longs au niveau du centromère

45,XX,t(14/21)= équilibrée

Gamètes et zygotes obtenus après translocation robertsonienne


• B- Insertion: c’est l’intercalation d’un segment chromosomique d’un chromosome dans un autre.

• 2 cassures dans le chromosome donneur et 1 cassure dans le chromosome receveur.

• Équilibrée: dépend des points de cassures, mais gamètes déséquilibrés.

Insertion : technique FISH


C- inversion: cassure d’un segment chromosomique suivie d’une rotation de 180 et recollement.• Généralement équilibrée, mais risque de

donner des gamètes avec anomalies chromosomiques.

• Risque de stérilité.


• C1- inversion paracentrique : inversion en dehors du centromère. 46,XX,inv(9)(p12;p14)

• C2- inversion péricentrique: inversion incluant le centromère.46,XX,inv(9)(p12;q25)

• Le stade pachytène est caractérisé par la formation d’une boucle d’inversion.

• Formation de chromosomes dicentriques ou acentriques.

InversionsPéricentrique Paracentrique

Formation d’une boucle d’inversion

Chromosome en anneau

III-2 anomalies de structure

E- isochromosome:• Formation d’un chromosome avec deux bras

identiques.• Due à une ségrégation anormale des

chromatides.• Ex: X(iq) ; 21(iq)• Enfant atteint du syndrome de l’oeil du chat: 46, XY, 22(iq).

Formation d’un isochromosome

III-2 Anomalies de structure

F- délétion: • Perte d’un segment chromosomique.F1- délétion terminale: perte de la partie distale(extrémité d’un chromosome)F2- délétion interstitielle: perte d’un segment interne.• Déséquilibrée: l’effet dépend de l’étendue du

segment perdu et de sa richesse en gènes.• Ex: 5p- ou 46,XY,5(p)- = perte du bras court du

chromosome 5 = syndrome du cris du chat

Délétion interstitielle

Délétion terminale

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