Les mutations SBI4U

Définition MUTATION = changement permanent dans le matériel génétique. Les mutations ont lieu au niveau des chromosomes ou dans la séquence des nucléotides de la molécule d’ADN.

Mutations germinales Mutations somatiques Dans une cellule germinale/sexuelle (produisant les gamètes) a 50% de chance d’être transmise à chacun des descendants. Mutations somatiques Les mutations dans les cellules somatiques ne sont pas transmises de façon héréditaire. Ex. : Cancer

Mutations chromosomiques Certaines mutations changent la composition d’un chromosome soit par l’absence ou le positionnement d’un gène.  Les effets de ces mutations sont multiples et dépendent des gènes impliqués.

Types de mutations chromosomiques délétion : au moins un gène en moins Ex. syndrome de Williams : La perte d’un petit morceau du chromosome 7, dans une région appelée 7q11.23, est en cause dans ce syndrome. Cette perte chromosomique est appelée microdélétion. Elle est de taille relativement constante d’un malade à l’autre et elle contient au moins 29 gènes. Le syndrome de Williams est « un syndrome des gènes contigus » puisqu’il est lié à la perte de plusieurs gènes situés les uns à côté des autres. cause des troubles digestifs, une malformation cardiaque, un retard mental, etc. https://www.orpha.net/data/patho/Pub/fr/Williams- FRfrPub145.pdf

Types de mutations chromosomiques 2. Duplication : deux copies d’un même chromosome Ex .Trisomie 21 pu syndrome de Down :  retard cognitif, associé à des modifications morphologiques particulières.

Types de mutations chromosomiques 3. Inversion : segment du chromosome inversé Le phénotype souvent invisible, étant donné qu'aucune information n'a été perdue.

Types de mutations chromosomiques 4. Translocation : échange de segments entre deux chromosomes non homologues, pas de la même paire. Le phénotype souvent invisible, étant donné qu'aucune information n'a été perdue.

Mutations génétiques Ce sont des changements dans la séquence des nucléotides dans la molécule d’ADN. Deux types Mutation ponctuelle Mutation par décalage de séquence

Mutation ponctuelle (1/4) Un nucléotide est substitué par un autre. Seul un codon est modifié donc le reste de la molécule d’ADN demeure inchangé. Un seul acide aminé change dans la protéine. Ex. Drépanocytose

Drépanocytose ou anémie falciforme  Causée par une mutation ponctuelle dans la chaîne β-globine de l'hémoglobine, l'acide glutamique est remplacé par la valine à la sixième position.  Cela cause des globules rouges défectueux qui sont éliminés par le corps = baisse du nombre de globules rouges dans le sang Les porteurs du gène sont immunisés à la malaria (paludisme)

Mutation ponctuelle (2/4) Les mutations ponctuelles peuvent être silencieuses c.-à-d. sans effets sur le métabolisme cellulaire.

Mutation ponctuelle (3/4) Elles peuvent être à contresens, c.-à-d. former une protéine légèrement différente, mais toujours fonctionnelle.

Mutation ponctuelle (4/4) Elles peuvent aussi être non-sens, c.-à-d. empêcher complètement le gène de coder le produit voulu. (Ex. page 287 fig. 9.2) GUU-CAU-UUG-ACU-CCC Val – his – leu – thr – pro GUU-CAU-UAG Val – his – stop

Mutation par décalage de séquence (1/2) L’addition ou la délétion d’un nucléotide modifiant la séquence de tous les codons suivants. Donc la séquence des acides aminés dans la protéine est affectée. GUU-CAU-UUG-ACU-CCC VAL–HIS–LEU – THR – PRO GUU-CAU-GUU-GAC-UCC-C VAL–HIS–VAL – ALA – SER

Mutation par décalage de séquence (1/2) La protéine produite est si différente qu’elle est pratiquement inutilisable et peut causer de graves problèmes. (Ex. page 287 fig. 9.3) En général, les mutations par décalage sont des mutations non-sens.

Causes des mutations SBI4U

Induites vs pontannées Mutations spontanées Mutations induites Résultent des intéractions moléculaires qui ont lieu naturellement dans la cellule Mauvaise appariement des bases par l’ADN polymérase Exposition à des facteurs environnementaux qui augmentent le taux de mutation. Mutagène

agents mutagènes Ils sont très nombreux, difficiles à identifier et la majorité d’entre elles sont encore inconnues. Comprennent les pesticides, certains agents de conservation dans les aliments, certains médicaments, les émanations d’essence et les composantes de benzène présents dans la fumée de cigarette. Puisque la plupart des mutagènes chimiques sont associés au cancer ou les appellent communément cancérigènes.

agents mutagènes La molécule d’ADN peut être modifiée par plusieurs facteurs extérieurs que l’on nomme agents mutagènes. Radiation Rayonnement ultraviolet Mutation chimique

Radiations*** Les radiations hautement énergétiques comme les rayons x et les rayons gamma sont capables d’ioniser les atomes de diverses molécules organiques. Les radicaux libres, produits peuvent alors s’attacher à la molécule d’ADN et ainsi la modifier.

Rayonnement ultraviolet (UV) Peut causer une réaction chimique dans les bases pyrimidines. Les lésions causées par l’exposition aux rayons UV sont à l’origine de cancer tel le mélanome, une forme de cancer de la peau.

Mutagène chimique Sont capables de pénétrer dans le noyau des cellules et de causer des mutations dans la molécule d’ADN.

Radicaux libres Molécules d’oxygène instable qui détruisent des cellules en tentant de se combiner à des éléments = VIEILLISSEMENT Radicaux libres = la rouille de l’organisme Dégradent ADN

Maladies qui seraient causées par les radicaux libres L’arthrite

Maladies qui seraient causées par les radicaux libres Les taches sur la peau

Maladies qui seraient causées par les radicaux libres Le cancer

Maladies qui seraient causées par les radicaux libres L’asthme

Maladies qui seraient causées par les radicaux libres La cataracte

Maladies qui seraient causées par les radicaux libres Les maladies cardiaques

Sources de radicaux libres Activité cellulaire (normal) Polluant Rayon U.V. Alcool Fumée du tabac Stress Pesticide Aliments modifiés Etc.

Antioxydants Neutralisent l’effet néfaste des radicaux libres (accepteur d’électrons)

Aliment antioxydant : Petits fruits (bleuet, fraise, canneberge) Orange (vitamine C) Poivrons rouges Cantaloups Mangues Noix Ail Oignon

Mécanisme de réparation des mutations SBI4U

Réparation directe de l’ADN Certaines enzymes comme l’ADN polymérase vérifient l’intégrité de la molécule d’ADN afin d’effectuer des réparations quand une mutation est détectée - Ce n’est pas un processus parfait. Attention, si les deux brins d’ADN sont endommagés, on n’a pas de matrice sur laquelle se baser.