Qu’est-ce que la génétique ?
Toutes les matières vivantes, des végétaux jusqu’aux humains, sont constituées à partir de milliards de cellules.
L’organisme humain est constitué d’environ 30 000 milliards de cellules.
Au centre de chacune de ces cellules, appelé le noyau, se trouve une suite d’informations étroitement comprimées. Cette information compacte, dite l’information génétique, contrôle un mécanisme complexe logé à l’intérieur de la cellule qui produit un mélange d’ingrédients biochimiques tels que les enzymes (catalyseurs) et les protéines (assemblage d'acides aminés).
L’information génétique est stockée sur les chromosomes, des structures composées de longues chaînes d’un élément chimique appelé ADN (Acide DésoxyriboNucléique), dans lesquels ces données sont enregistrées, copiées, modifiées et transmises aux générations suivantes.
La génétique est la science qui étudie cette information et sa transmission
Qu’est-ce que l’ADN ?
Si l’on définit l’hérédité comme étant l’information transmise de génération en génération, on peut dans ce cas concevoir l’ADN comme étant le langage génétique qui sert à exprimer cette information. Les « lettres » de cet alphabet ADN sont combinées en « mots », c’est-à-dire en gènes, ayant chacun une signification particulière.
La molécule d'ADN est constituée d'une très longue chaîne constituée de 6 milliards de paires de nucléotides ou bases (A-T ou C-G). L’ADN est enroulé en double hélice sur des bobines appelées chromosomes qui l’empêchent de s’emmêler à l’intérieur de la cellule. Entièrement déroulé, chez l'homme, l'ADN mesure 1.20m de longueur !
La double hélice de la molécule d’ADN serait un long « texte » qui constitue le patrimoine génétique de chacun d’entre nous. La répétition des 4 lettres : A, T, C, G dans un ordre précis forme le matériel génétique d’un individu. La disparition ou l’ajout d’un seul acide aminé de cette chaîne peut déclencher des maladies, dont des retards mentaux et autres handicaps.
Qu’est-ce qu’un gène ?
Un gène est un morceau de chromosome, ou plutôt, une partie d’ADN suffisante pour autoriser la production d’une enzyme ou d’une protéine.
Les maladies liées au chromosome X
Au moment de la conception, l’enfant à naître reçoit deux copies de chaque chromosome : une copie de sa mère et l’autre, de son père. Les êtres humains sont constitués d’un total de 46 chromosomes, classées en 23 paires. Chaque parent transmet 1 chromosome de chaque paire, soir 23 chromosomes.
Même si les instructions précises contenues dans les chromosomes transmis par chaque parent sont différentes, les types d’instructions, eux, seront très similaires. Par exemple, les deux parents transmettront un chromosome codant pour le gène qui définit la couleur des cheveux. Chacun de ces deux chromosomes contient un gène relatif à la couleur des cheveux, mais un parent pourra transmettre un gène codant pour des cheveux bruns alors que l’autre transmettra un gène qui définira des cheveux noirs.
Les chromosomes contenant des types d’instructions similaires sont appelés des paires. 22 de ces paires, les autosomes, renferment les instructions qui s’appliquent à tous les êtres humains et la paire restante, les chromosomes sexuels, contient des instructions qui déterminent le sexe masculin ou le sexe féminin.
Ce caryotype humain met en évidence les 23 paires de chromosomes. La paire 23 est constituée d’un chromosome X et d’un chromosome Y : c’est donc le caryotype d’un homme.
Dans le cas d'une maladie dite récessive liée au chromosome X, le gène responsable de la maladie se trouve sur le chromosome X. L’une des conséquences importantes d’un gène logé sur un chromosome sexuel, c’est que la maladie causée par la mutation du gène (transformation définitive d'un gène) affectera différemment les garçons et les filles. Cette différence est due au fait que les garçons n’ont toujours qu’un seul chromosome X dans chaque cellule, qui leur est transmis par leur mère, alors que les filles reçoivent un chromosome X de chacun de leurs parents et chacune de leurs cellules comporte donc deux chromosomes X.
La notion de gêne récessif
Une cellule utilise les suites d’instructions contenues dans un gène pour produire un ingrédient particulier essentiel à son fonctionnement. Étant donné que les gènes se présentent par paires, dans de nombreux cas la cellule utilisera les deux copies du gène pour fabriquer cet ingrédient. Toutefois, il arrive souvent qu’une seule copie fonctionnelle du gène suffise amplement pour maintenir la cellule en bonne santé. Dans ces cas, la mutation d’un gène récessif ne provoquera pas de symptômes parce que les cellules peuvent utiliser l’autre copie saine du gène.
La personne qui présente une copie saine et une copie altérée du gène est appelée porteur. Les cellules du porteur fabriquent l’ingrédient dont elles ont besoin à partir de la copie saine du gène.
- C’est le cas des mères d’enfants touchés par un Retard Mental lié au chromosome X (RMLX); elles sont dites porteuses ou conductrices
Les filles héritent de deux copies du chromosome X alors que les garçons héritent d’un seul chromosome X qui leur vient de leur mère et d’un seul chromosome Y qui leur vient de leur père. Si l’unique chromosome X qui leur est transmis contient le gène altéré, les garçons n’ont donc pas de gène d’un autre chromosome X pour compenser la déficience du gène altéré : ils expriment la maladie.
Apparition de la mutation :
Il arrive parfois qu’un gène du chromosome X subisse une mutation dans l’enfant à naître.
Si c’est un garçon, la maladie apparaîtra pour la toute première fois avec cet enfant-là; si c’est une fille, elle n’exprimera pas la maladie (ou à moindre degré) mais pourra transmettre le gène muté à ses garçons (cf. schéma de l’arbre généalogique).
Peut-on énoncer la règle : un gène = une maladie et la règle : une maladie = un gène ?
Non.
- Par exemple, sur le même gène ARX, peuvent se produire différentes anomalies ("fautes d’orthographe sur l’ADN") : mutation, délétion (perte d'un fragment de chromosome) … qui se traduiront différemment chez les individus touchés.
- A l’inverse, il existe de nombreuses maladies provoquées par l’altération de plusieurs gènes.
Comment une maladie génétique liée au chromosome X est-elle transmise ?
Chaque cellule de l’être humain contient 46 chromosomes, regroupés en 23 paires. La 23ème paire est constituée des chromosomes dits sexuels (gonosomes) : les hommes présentent un chromosome X et un chromosome Y (XY), les femmes, deux chromosomes X (XX). En savoir plus sur la génétique...
Les maladies dont le gène est localisé sur le chromosome X se transmettent le plus souvent sur un mode dit "récessif lié à l'X". Dans ce cas, la maladie se manifeste chez les sujets de sexe masculin (XY), qui possèdent une seule copie mutée du gène, alors que les femmes (XX) porteuses du gène muté sur un des deux chromosomes X sont cliniquement saines, mais conductrices de la maladie.
Seuls les garçons sont donc atteints dans la lignée maternelle. Il n'y a jamais de transmission père-fils.
Comme ce schéma le montre, ce couple a une probabilité égale d’avoir :
- une fille porteuse du gène anormal (conductrice)
- une fille non porteuse du gène anormal (non conductrice)
- un garçon porteur du gène anormal (atteint)
- un garçon non porteur du gène anormal (sain)
Ce risque est le même à chaque grossesse. Le fait qu'ils airent déjà des enfants (atteints ou sains) ne changent en rien cette éventualité.
A quoi sert la réalisation d'un arbre généalogique en consultation de génétique ?
Certains indices permettent d'envisager la transmission d’une maladie récessive liée au chromosome X dans certaines familles, en particulier la recherche d'hommes atteints dans la lignée maternelle. C'est pourquoi le recueil des antécédents familiaux, permettant la réalisation d'un arbre généalogique, est soigneusement réalisé en consultation de génétique.
L'arbre généalogique est un outil utile aux généticiens pour étudier les particularités de la transmission des caractères génétiques d’une famille sur plusieurs générations. Dans ce schéma, on peut suivre la ségrégation d'une maladie récessive liée au chromosome X sur plusieurs générations :
Le premier couple (1) est sain – aucun des deux parents n’est porteur du gène anormal.
Un "accident génétique" (néomutation, c'est-à-dire transformation d'un gène normal en un gène muté survient chez leur fille (2), qui n'est pas atteinte, mais conductrice. Cette fille met au monde 4 enfants, dont un garçon atteint (3). On ne sait pas encore que sa fille aînée (4) (la petite fille du premier couple) est également porteuse du gène muté. C’est lorsque celle-ci met au monde son troisième enfant (5), un garçon handicapé, que des recherches mettent en évidence que le handicap de son fils (5) et de son frère (3) est d’origine génétique.
