Fenotipuri asociate cu mutații în secvența codificatoare a genelor; Site de resurse

Fenotipuri asociate cu mutații în secvența codificatoare a genelor

Modul în care genotipul care interacționează cu mediul determină fenotipul unui organism a făcut parte din programele postuniversitare în ultimii 20 de ani. Broșura Anagène publicată în 2006 oferă fișiere secvențiale și documente justificative asociate pentru a aborda aceste subiecte. Putem rezuma diferitele puncte discutate.

1 - Consecințele fenotipice ale polialelismului în cadrul populațiilor: noțiuni de dominanță și recesivitate; variabilitatea fenotipurilor.

- Când ne uităm la expresia programului genetic și a mutațiilor, ne gândim la o singură alelă. Aici este vorba de a lua în considerare consecințele asupra fenotipului unui organism de a avea două alele diferite ale unei gene. Multe exemple sunt desigur posibile. Cel al fenotipurilor de celule secera și non-seceră este, fără îndoială, cel mai simplu și cel mai bogat. Permite definirea diferitelor niveluri ale fenotipului (molecular, celular și macroscopic), introducerea conceptelor de dominanță și recesivitate și arătarea caracterului lor relativ în funcție de nivelul fenotipului luat în considerare. În plus, având în vedere cazul heterozigoților, putem introduce influența mediului asupra fenotipului.

- Polialelismul în cadrul populațiilor înseamnă că alele diferite pot contribui la nivel global la realizarea aceluiași fenotip, dar, în ciuda tuturor, cu diferențe. Acesta este cazul multor fenotipuri legate de bolile luate în considerare în Anagene: albinism, fenilcetonurie, fenotipuri de alfaantitripsină etc.

2 - Consecințele fenotipice ale interacțiunii dintre gene

Aici introducem ideea că mai multe gene pot contribui la realizarea fenotipului unui organism și că fenotipurile identice (sau aproape) se pot datora genotipurilor diferite. Broșura Anagène oferă mai multe exemple: cea a grupelor de sânge (două gene implicate într-un lanț de biosinteză (cea a antigenelor grupelor de sânge)), cea a fenotipurilor fenilcetonurice (activitatea unei enzime codificate de o genă dependentă de un cofactor codificat de altul genă), cea a fenotipurilor albinoase (caz în care o proteină membranară codificată de o genă și exprimată într-un melanozom creează un mediu favorabil activității unei enzime, tirozinaza, codificată de o altă genă și care joacă un rol crucial în lanțul de biosinteză a melaninei ).

În toate aceste cazuri, mutațiile din secvența de codificare a genelor sunt în joc și noțiunile de dominanță și recesivitate sunt întotdeauna implicate.

3 - Diferite impacturi ale mediului asupra realizării fenotipului

- Mediul poate influența proprietățile fenotip molecular, adică proteine, produse prin expresia genei. Acesta este cazul fenotipului albino termosensibil care rezultă din faptul că proteina codificată de una dintre alelele genei tirozinazei are o activitate care variază în funcție de temperatura teritoriilor corpului.

- Mediul poate acționa la nivelul fenotip macroscopic. Acesta este cazul binecunoscut al fenotipului fenilcetonuric în care o dietă foarte scăzută în fenilalanină de la naștere împiedică apariția semnelor clinice ale fenotipului în ciuda unui genotip care ar trebui să ducă la acesta.

4 - Exemplele favorizate de program

În coloana „Capacități și atitudini”, programul acordă prioritate a 2 exemple: boala falciformă și xeroderma pigmentosum.

Exemplul fenotipului „Xeroderma pigmentosum”

documentare online

O abordare ușor diferită poate fi favorizată: se bazează în primul rând pe descrierea fenotipului Xeroderma și în special pe frecvența foarte mare a cancerelor de piele în cazul expunerii la razele ultraviolete din lumina soarelui. Explicarea acestui fenotip necesită apel la ideea programului că o mutație rezultă dintr-o eroare în replicarea ADN-ului sau deteriorarea moleculei de ADN neremediate de către sistemele enzimatice. În cazul Xeroderma, una dintre genele reparatoare este mutantă și nu îndeplinește această funcție.

Din această perspectivă, este suficient să se ia în considerare o singură genă (Xpc de exemplu) și familia 1 de mai jos. Analiza genotipului acestei familii face posibilă specificarea relațiilor de dominanță și recesivitate și găsirea consecințelor fenotipice ale mutației care a afectat această genă (mutație germinală care a avut loc în istoria anterioară a familiei).

Analiza măsurilor de precauție care trebuie luate de copiii cu Xeroderma evidențiază interacțiunea genotipului și mediului în realizarea fenotipului clinic.

Dar putem merge mai departe luând în considerare relația dintre frecvența cancerului de piele și alelele mutante ale genei Xpc. Cancerarea celulelor pielii se datorează mutațiilor, sub acțiunea razelor ultraviolete, ale genelor care controlează ciclul celular (protooncogene) și ale genelor supresoare tumorale, dintre care cea mai importantă este P53. Aceste mutații sunt frecvente, deoarece sistemul de reparare a ADN-ului este deficitar.

Pe scurt, cancerele de piele, cele mai importante caracteristici clinice ale fenotipului clinic Xeroderma într-o familie, pot fi, prin urmare, explicate prin succesiunea următoarelor fenomene:

- mutația liniei germinale a unei gene de reparare a ADN-ului;

- transmiterea peste generații succesive;

- nașterea unui copil cu două alele mutante ale uneia dintre genele reparatoare;

- mutații somatice în celulele pielii în urma expunerii la UV care afectează în special gena supresoare tumorale P53, mutație care nu a fost reparată după mutația genei XPC;

În familia XPC-P53, studiul genotipului lui Nicolas pentru cele două gene ilustrează ideea.

Descărcare fișier: Family-Xpc-P53.edi

6 - Alte exemple posibile din fișierul de pe pigmentarea pielii