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Qu’est-ce qu’un gène ?

La plupart des êtres vivants sont composés de cellules.
Le noyau de ces cellules contient l’information génétique sous forme de molécules que l’on appelle l’ADN.
Ces molécules d’ADN sont condensées sous forme de petits bâtonnets appelés chromosomes.
Chez l’Homme, chaque individu dispose de 23 paires de chromosomes.
Chacun des éléments d’une paire est hérité du père et de la mère.
Il y a 22 paires de chromosomes homologues ainsi qu’une paire de chromosomes sexuels : XX pour une femme, XY pour un homme.
Un gène est une portion de chromosome qui contient l’information à l’origine d’un caractère (par exemple, certains gènes définissent le caractère « couleurs des yeux », « couleur des cheveux », « groupe sanguin », etc.).
Chez l’Homme on estime le nombre de gènes entre 20000 et 25000.
Certains gènes sont dits « codants » et ont pour rôles la production d’une protéine.
Les gènes dits « non-codants » sont eux actifs directement.
L’ensemble des gènes et du matériel non codant d’un organisme constitue son génome.

Cellule Noyau Chromosome ADN
Source Wikipédia

L’ADN

Source Wikipédia

Les molécules d’ADN (acide désoxyribonucléique) sont formées de deux brins enroulés l’un autour de l’autre pour former une double hélice.
Chacun de ces brins est composé d’une succession de bases nucléiques (ou bases azotés) qui codent l’information génétique. Ces bases sont nommées adénine (A), cytosine (C), guanine (G) et thymine (T).
Les bases des 2 brins s’associent par paires : A avec T, C avec G

Expression de l’information génétique

L’expression génétique consiste à convertir les informations contenues dans l’ADN en un ensemble de caractéristiques propres à cet organisme.
L’expression se décompose en 3 grandes étapes:

  • La transcription de l’ADN en ARN : l’ARN est un acide nucléique, différent de l’ADN dont il est issu, et qui peut posséder une fonction biologique propre ou bien servir de « recette » pour la synthèse des protéines.
    S’il sert à la synthèse de protéines, il est alors nommé ARN codant ou ARN messager.
  • La traduction : l’ARN messager est utilisé pour la synthèse de protéines.
  • L’activité : les protéines ou l’ARN créés jouent leur rôles au sein de l’organisme.
Source Wikipédia

Le code génétique contenu dans l’ARN repose notamment sur une succession de bases formant des triplets appelés codons. Contrairement à l’ADN qui est composé des bases A, C, G et T, l’ARN est lui composé des bases A, C, G et U (uracile).
Les codons (triplets) peuvent être rassemblé sous un même nom en fonction de l’acide aminé (base élémentaire de la protéine) qui sera synthétisé. Par exemple, les codons CGA, AGG ou encore CGG sont appelés Arginine (symboles Arg ou R); de même, les codons GAA et GAG sont appelés Glutamine (symboles Gln ou Q).

On a donc 3 familles de codes :

  • Codes utilisés pour décrire l’ADN : A, C, G, T
  • Codes utilisés pour décrire l’ARN messager : A, C ,G, U
  • Codes utilisés pour décrire les acides aminés formant les protéines : tableau ci-dessous
Source Wikipédia

Mutation

Une mutation est une modification rare de l’information génétique.
Il existe plusieurs types de mutations :

  • Substitution : une partie du matériel génétique est différent de celui trouvé habituellement. Par exemple, un acide aminé Q (Gln) est trouvé là où il y habituellement un R (Arg)
  • Insertion : ajout de matériel génétique là où il n’est pas présent habituellement.
  • Délétion : perte de matériel génétique là où il est présent habituellement. Par exemple, un partie d’un gène est manquante.

Certaines mutations ont des conséquences sur le bon fonctionnement de l’organisme, d’autres non.
Lorsqu’une mutation concerne un gène codant, la modification peut entraîner une « mutation faux sens » (la protéine créée est différente de celle attendue normalement), une « mutation non sens » (la protéine créée est tronquée ou n’est pas créée) ou une « mutation silencieuse » (la protéine correctement créée car le nouveau codon code le même acide aminé).

Source Wikipedia

Hérédité et transmission

En général, un individu présente 2 copies d’un gène (un allèle paternelle et un allèle maternelle).
Si la présence d’un allèle muté cause la maladie en étant dominant vis-à-vis de l’allèle sain, on dit que le mode de transmission de la maladie est Autosomique Dominant.
Si la présence de deux allèles mutés est nécessaire pour causer la maladie, on dit que le mode de transmission de la maladie est Autosomique Récessif. Dans ce cas, les 2 parents sont généralement porteur d’une mutation, mais ne manifestent pas forcement les symptômes de la maladie.

Il est possible qu’une mutation apparaisse sans que les parents de l’enfant en soient porteurs : on parle alors de mutation « de novo », ou néomutation. Ce phénomène est expliqué par l’apparition de l’allèle muté dans l’un des gamètes parentaux.

Il est aussi possible que l’un des parents présente une double population de gamètes, certains étant porteurs de l’allèle muté et d’autres de l’allèle sain. On parle alors de mosaïque germinale. Le parent porteur peut transmettre la mutation à sa descendance. Si cette mutation est absente de ses cellules somatiques, la maladie ne s’exprimera pas du tout chez lui. Ce concept est d’une grande importance pour le conseil génétique puisqu’il signifie que des personnes, non porteuses en apparence de la mutation, peuvent avoir plusieurs enfants atteints.

Test génétique

Il existe différent types de tests génétiques consistant à réaliser un séquençage de l’ADN à la recherche d’anomalie pouvant expliquer les symptômes d’un patient :

  • Panel : test ciblant précisément certains gènes pouvant expliquer la pathologie.
  • Exome complet : séquençage des gènes codants des protéines (exons, environ 1% à 2% du génome)
  • Génome complet : séquençage de tout le matériel génétique du patient.

Un test panel ciblé est moins cher et plus rapide qu’un séquençage complet du génome, l’exome se trouvant entre les deux. Si un médecin soupçonne un ensemble de gènes ou une maladie, il peut recourir à un test panel pour vérifier son hypothèse. Si le test panel ne permet pas le diagnostic, il va alors s’orienter vers l’exome pour élargir la recherche. Le séquençage du génome complet pouvant être utilisé en dernier recours si les tests précédents n’ont rien donné.

Lorsqu’une mutation est découverte via un test génétique, on retrouve généralement les informations suivantes sur le compte-rendu :

  • Le nom du gène
  • Le nom de la pathologie associée
  • Le mode de transmission (de novo, autosomique récessif, autosomique dominant)
  • La mutation au niveau du gène (ADN codant), généralement préfixée « c. » suivi de la mutation.
    ex: c.920G>A indique qu’en position 920 du gène, l’habituelle base G a été remplacé par une base A.
  • La mutation au niveau de l’ARN messager codant la protéine, généralement préfixée « p. »
    ex: p.R307Q indique que l’habituelle base R se trouvant en position 307 a été remplacée par une base Q.
  • Le statut hétérozygote (1 allèle muté, l’autre allène étant naturel) ou homozygote (2 allèles identiques, mutés ou naturels)
  • La classification de la mutation :
    • pathogénique (cause une maladie)
    • probablement pathogène
    • de signification inconnue
    • probablement bénin
    • bénin.