Variation génétique et santé
Cours · SVT (terminale), chapitre 14 · terminale, spécialité sciences de la vie et de la Terre · le début du chapitre, la suite sur Adloun
L'information génétique, contenue dans la molécule d'ADN, n'est pas figée. Elle subit en permanence des modifications, appelées mutations, qui sont à l'origine de la diversité du vivant. Ces variations génétiques ont des conséquences importantes sur la santé humaine : elles peuvent être responsables de maladies héréditaires, favoriser l'apparition de cancers, ou encore conférer aux agents pathogènes (bactéries, virus) une capacité d'adaptation qui complique la lutte médicale. Comprendre l'origine et les mécanismes de ces variations constitue un enjeu majeur de santé publique. Ce chapitre étudie successivement l'origine des mutations, leur lien avec certaines maladies génétiques, les prédispositions génétiques aux cancers, puis la variabilité génétique des bactéries et des virus et ses conséquences thérapeutiques.
14.1 L'origine des variations génétiques
14.1.1 Les mutations, source de variabilité
Le génome de chaque individu est constitué d'une séquence de nucléotides. Lors de la réplication de l'ADN ou sous l'effet d'agents extérieurs (rayonnements, substances chimiques), des erreurs peuvent apparaître et modifier cette séquence.
Une mutation est une modification de la séquence des nucléotides de l'ADN. Elle peut concerner un seul nucléotide (mutation ponctuelle : substitution, insertion ou délétion) ou des fragments plus longs de chromosome. Une mutation crée un nouvel allèle d'un gène et constitue la source première de la diversité génétique.
Les mutations surviennent le plus souvent spontanément, à cause des erreurs de la réplication de l'ADN. Leur fréquence est augmentée par des agents dits mutagènes (rayons ultraviolets, rayons X, tabac, certaines substances chimiques). Des systèmes enzymatiques de réparation corrigent la grande majorité des erreurs, ce qui limite le nombre de mutations transmises.
Un agent mutagène est un facteur de l'environnement (physique ou chimique) qui augmente la fréquence d'apparition des mutations dans l'ADN. Les UV, les radiations ionisantes et de nombreuses molécules présentes dans la fumée de tabac en sont des exemples.
14.1.2 Mutations germinales et mutations somatiques
La conséquence d'une mutation dépend du type de cellule dans laquelle elle se produit.
Une mutation germinale affecte les cellules de la lignée germinale (cellules à l'origine des gamètes). Elle est transmissible à la descendance et présente dans toutes les cellules de l'individu issu de ce gamète.
Une mutation somatique affecte une cellule somatique (cellule du corps autre que les gamètes). Elle n'est pas transmise à la descendance, mais se retrouve dans toutes les cellules issues par mitose de la cellule mutée, formant un clone de cellules mutantes.
- Une mutation germinale est héréditaire : elle peut se propager de génération en génération et être à l'origine de maladies génétiques héréditaires.
- Une mutation somatique n'est pas héréditaire mais peut avoir des conséquences locales importantes pour l'individu, notamment dans le développement des cancers.
Une exposition répétée aux UV solaires peut provoquer des mutations dans les cellules de la peau (mélanocytes). Ces mutations somatiques, accumulées au fil du temps, peuvent conduire à l'apparition d'un mélanome. Cette mutation n'est pas transmise aux enfants, mais elle se propage aux cellules filles de la cellule initialement mutée.
14.2 Mutations et maladies génétiques
Certaines mutations germinales touchent des gènes essentiels au fonctionnement de l'organisme et sont responsables de maladies héréditaires. Deux exemples sont au programme : la mucoviscidose et la drépanocytose.
14.2.1 Allèles, génotype et transmission
Un allèle est une version d'un gène, résultant d'une mutation. Le génotype désigne l'ensemble des allèles présents chez un individu pour un ou plusieurs gènes ; on le note par exemple ou . Le phénotype est l'ensemble des caractères observables ; il dépend du génotype et de l'environnement.