Patrimoine génétique et santé
Notre ADN est un livre d'instructions unique, mais parfois il contient des coquilles qui peuvent affecter notre santé. Découvrons comment !
Introduction
Chaque être humain possède un patrimoine génétique unique, hérité de ses parents et constitué de l'ensemble de ses gènes. Ce patrimoine, porté par l'ADN, est à la fois stable, car fidèlement transmis lors des divisions cellulaires, et variable, car il peut subir des altérations : les mutations. Ces variations, sources de la biodiversité, peuvent parfois avoir des conséquences sur notre santé, conduisant à des maladies génétiques.
Comment une simple « faute de frappe » dans notre ADN peut-elle conduire à une maladie ?
1🧬 Le patrimoine génétique : stabilité et variabilité
Le patrimoine génétique d'un individu est l'ensemble de l'information génétique (génotype) contenue dans son ADN. Il est localisé dans le noyau de chacune de ses cellules (à l'exception des gamètes qui n'en contiennent que la moitié).
Ensemble des gènes d'un individu, constituant son information génétique héréditaire.
Ce patrimoine présente deux caractéristiques apparemment contradictoires :
- Stabilité : Il est globalement stable et fidèlement transmis de cellule à cellule (lors de la mitose) et de génération en génération (lors de la méiose et fécondation), grâce aux mécanismes de réplication et de réparation de l'ADN.
- Variabilité : Il peut être modifié de manière aléatoire et rare par des mutations. Ces mutations sont à l'origine de nouveaux allèles, créant de la diversité génétique au sein d'une population.
La mutation est un événement rare et aléatoire. Elle peut survenir dans n'importe quelle cellule, à n'importe quel moment, mais seule une mutation affectant les cellules germinales (à l'origine des gamètes) est transmissible à la descendance.
2🔀 Les mutations, sources de nouveaux allèles
Une mutation correspond à une modification de la séquence de nucléotides de l'ADN. On distingue plusieurs échelles :
Modification d'un seul ou de quelques nucléotides dans la séquence d'un gène (substitution, addition, délétion).
Dans le gène de la bêta-globine (protéine de l'hémoglobine), la substitution d'une base (A par T) change un acide aminé (acide glutamique → valine). C'est la mutation responsable de la drépanocytose.
Conséquences phénotypiques d'une mutation :
Une mutation n'a pas toujours de conséquence visible (phénotypique). Elle peut être :
- Neutre : La plupart du temps, elle n'a aucun effet détectable (ex: mutation dans une région non codante, ou changement d'un acide aminé en un autre similaire).
- Délétère : Elle altère le fonctionnement de la protéine codée, pouvant conduire à une maladie (ex: mucoviscidose).
- Bénéfique : Rarement, elle confère un avantage sélectif (ex: mutation CCR5-Δ32 conférant une résistance au VIH).
3⚖️ Du génotype au phénotype : le cas des maladies génétiques
Le génotype (l'ensemble des allèles) détermine, en interaction avec l'environnement, le phénotype (l'ensemble des caractères observables). Dans le cas d'une maladie génétique, un ou plusieurs allèles mutés sont responsables d'un phénotype pathologique.
Maladie due à une ou plusieurs anomalies (mutations) au niveau de l'ADN, transmises ou apparues de novo, affectant un ou plusieurs gènes.
Le mode de transmission d'une maladie génétique dépend du type d'allèle en cause :
- Maladie récessive (ex: mucoviscidose) : Le phénotype malade n'apparaît que si l'individu possède deux allèles mutés (homozygote). Un porteur sain possède un allèle muté et un allèle sain (hétérozygote).
- Maladie dominante (ex: maladie de Huntington) : La présence d'un seul allèle muté suffit à exprimer le phénotype malade.
Arbre génétique simplifié montrant la transmission de l'allèle muté (a) responsable d'une maladie récessive par deux parents porteurs sains (génotype Aa).
- 1. Carré : homme
- 2. Cercle : femme
- 3. Rempli : individu malade (aa)
- 4. Demi-rempli : porteur sain (Aa)
- 5. Vide : individu sain non porteur (AA)
Être porteur sain d'un allèle muté récessif signifie que l'on possède le génotype mais pas le phénotype de la maladie. On peut cependant transmettre cet allèle à ses enfants.
4🩺 Diagnostic et perspectives
La compréhension du lien entre patrimoine génétique et santé a permis le développement d'outils de diagnostic (caryotype, tests génétiques, séquençage) et ouvre la voie à des approches thérapeutiques innovantes comme la thérapie génique, visant à corriger l'anomalie à la source.
Cependant, ces avancées soulèvent des questions éthiques et sociétales importantes : confidentialité des données génétiques, discrimination potentielle, accès aux soins, etc. La génétique est donc une science à l'interface entre biologie, médecine et société.
Vocabulaire
Ensemble de l'information génétique (ADN) d'un individu ou d'une espèce.
Ex: Le patrimoine génétique humain est composé d'environ 20 000 gènes.
Modification rare, aléatoire et durable de la séquence nucléotidique de l'ADN.
Ex: Une mutation ponctuelle par substitution peut créer un nouvel allèle.
Version différente d'un même gène, résultant souvent d'une mutation.
Ex: Le gène du groupe sanguin existe sous trois allèles principaux : A, B et O.
Ensemble des allèles portés par un individu pour un ou plusieurs gènes.
Ex: Un génotype Aa pour le gène de la mucoviscidose.
Ensemble des caractères observables d'un individu, résultant de l'expression du génotype et d'interactions avec l'environnement.
Ex: Le phénotype "malade" de la mucoviscidose ou le phénotype "groupe sanguin A".
Pathologie causée par une anomalie au niveau d'un ou plusieurs gènes.
Ex: La drépanocytose, la mucoviscidose, la myopathie de Duchenne.
Individu hétérozygote possédant un allèle muté récessif mais n'exprimant pas la maladie.
Ex: Les parents d'un enfant atteint de mucoviscidose sont souvent porteurs sains.
