Définition
Les mutations pathologiques sont des modifications permanentes de l'ADN qui affectent la structure ou la fonction des protéines codées, entraînant des troubles ou des maladies.
Mutations ponctuelles : Modifications d'un seul nucléotide (substitution, insertion, délétion)
Mutations chromosomiques : Altérations de la structure ou du nombre de chromosomes
Mutations génomiques : Modifications du nombre total de chromosomes
- Erreurs de réplication : Fautes lors de la duplication de l'ADN
- Mutations spontanées : Modifications naturelles de l'ADN
- Mutations induites : Provocateurs par des agents mutagènes
- Recombinaisons aberrantes : Erreurs lors de la méiose
Remplacement d'une base azotée par une autre (A↔T ou G↔C)
Exemple : A change en G → modification du codon
Ajout ou suppression d'un ou plusieurs nucléotides
Peut provoquer un décalage du cadre de lecture
Modification de la séquence d'acides aminés → fonction altérée
• Code génétique dégénéré : Plusieurs codons peuvent coder le même acide aminé
• Redondance : Certaines substitutions n'ont pas de conséquence phénotypique
• Effet domino : Une seule mutation peut affecter toute la protéine
Drépanocytose : Maladie génétique due à une mutation ponctuelle du gène de la β-globine
Substitution du 6ème codon du gène de la β-globine
ADN : GAG → GTG (Glu → Val)
Acide glutamique remplacé par valine
Hémoglobine S (HbS) au lieu de HbA
Hémoglobine modifiée forme des fibres
Globules rouges prennent une forme en faucille
Hémolyse chronique, anémie, crises douloureuses, complications vasculaires
Transmission autosomique récessive
Homozigote : malade / Hétérozygote : porteur sain
• Origine : Mutation unique (point mutation)
• Sélection naturelle : Avantage hétérozygote contre le paludisme
• Prévalence : Plus fréquente dans les régions touchées par le paludisme
Mucoviscidose : Maladie génétique la plus fréquente en France causée par une mutation du gène CFTR
Gène CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator)
Chromosome 7, longueur : 250 000 pb
Plus de 2000 mutations connues
ΔF508 : délétion de 3 nucléotides (le plus fréquent)
Protéine CFTR mal repliée
Non fonctionnelle ou dégradée prématurément
Transport du Cl⁻ altéré
Sécrétions visqueuses dans les organes
Insuffisance respiratoire, troubles digestifs, infertilité masculine
• Transmission : Autosomique récessive
• Fréquence : 1 naissance sur 4500 en France
• Diagnostic : Test du talon chez le nouveau-né
Mutations autosomales : Touchent les chromosomes non sexuels (1 à 22)
Mutations liées au sexe : Touchent les chromosomes sexuels (X ou Y)
Un seul allèle muté suffit pour exprimer la maladie
Exemples : Polykystose rénale, maladie de Huntington
Risque : 50% d'avoir un enfant affecté
Deux allèles mutés nécessaires pour exprimer la maladie
Exemples : Phénylcétonurie, drépanocytose, mucoviscidose
Risque : 25% d'avoir un enfant affecté
Mutation sur le chromosome X, dominant
Exemples : Rachitisme vitamin D-résistant
Risque : Femmes plus touchées que les hommes
Mutation sur le chromosome X, récessif
Exemples : Hémophilie A, daltonisme
Risque : Hommes plus touchés que les femmes
• Hommes : Possèdent un seul chromosome X → expression immédiate
• Femmes : Possèdent deux chromosomes X → possible compensation
• Porteurs asymptomatiques : Plus fréquents dans les récessifs
Conséquences sur la synthèse protéique : Traduction de l'ADN en ARN messager puis en protéine
Substitution d'un nucléotide ne changeant pas l'acide aminé
Exemple : CGA → CGG (arginine → arginine)
Résultat : Protéine inchangée
Substitution d'un nucléotide changeant l'acide aminé
Exemple : GAG → GTG (glutamate → valine dans la drépanocytose)
Résultat : Protéine modifiée
Substitution créant un codon stop prématuré
Exemple : CAG (glutamine) → TAG (stop)
Résultat : Protéine tronquée, souvent inactive
Insertion ou délétion de nucléotides non multiple de 3
Modifie complètement la suite de la séquence protéique
Résultat : Protéine complètement différente
• Protéine inactive : Perte de fonction enzymatique
• Protéine hyperactive : Gain de fonction anormale
• Protéine instable : Dégradation rapide
- Localisation : Chromosome et position exacte
- Type : Substitution, insertion, délétion, inversion...
- Effet : Sur la séquence protéique
- Fonction : Conséquence sur la fonction biologique
- Phénotype : Symptômes observables
- Une mutation peut être héréditaire ou acquise
- Le code génétique est universel mais dégénéré
- Les mutations peuvent être bénéfiques, neutres ou délétères
- La gravité dépend de la fonction de la protéine affectée
- Les mutations sont à la base de l'évolution
Exemples concrets
- Drépanocytose : mutation ponctuelle affectant l'hémoglobine
- Mucoviscidose : mutation du gène CFTR affectant le transport de Cl⁻
- Hémophilie A : mutation liée au chromosome X affectant la coagulation
- Phénylcétonurie : mutation affectant le métabolisme de la phénylalanine