Les Mutations génétiques

A) DES MUTATIONS AU NIVEAU DE L’ADN DES ORGANISMES VIVANTS

 DEFINITION

Les mutations sont des altérations habituelles de l’ADN d’un organisme. Elles sont les causes des maladies génétiques. Sont des accidents rares et variés.

Cependant, la mutation ne peut être transmise à la descendance que lorsque cette dernière touche les cellules germinales c'est-à-dire modification de l’ADN des cellules souches d’un gamète.Les mutations peuvent alors être dues à des erreurs de copie du matériel génétique lors de la préparation de la division cellulaire, ou à l’exposition à des agents mutagènes .Les gènes peuvent présenter des erreurs responsables de nombreuses anomalies génétiques.

Une séquence d’ADN est généralement longue. Pourtant, la fréquence des mutations est très faible.Il n’y a en probabilité qu’une copie d’un message génétique sur un million qui risque de comporter une erreur. Puis, une mutation ponctuelle provoque une maladie sur un organisme est donc très rare.

Pour qu’une mutation provoque une maladie génétique ou héréditaire, il faut que la mutation aie lieu sue une cellule reproductive ou sue un embryon.Alors tout organisme sera touché par la déficience génétique comme dans la règle générale quant une mutation se produit sur des cellules embryonnaires, l’embryon dégénère et meurt.

Cependant, certains facteurs liés à l’environnement peuvent considérablement augmenter ces risques. Comme par exemple les rayons ionisants tels que les UV (ultras violets) rayon X ou radioactifs ou encore des produits chimiques ou phisiques.Ces facteurs sont appelés des agents mutagènes. En effet, il existe plusieurs types des mutations génétiques. Dans cette partie, nous essayerons donc de citer les causes de la mutation génétiquement avec plus de détails puis nous évoquerons solennellement les différents types de la mutations génétiques en les mettant en valeur.Comme nous l’avons déjà mentionné ; que si une mutation affecte des cellules germinales, elle est transmise à la descendance de l’individu mutant. Dans certains cas, cette mutation peut procurer un avantage sélectif. Il est cependant admis que la plupart des mutations interviennent entre les gènes  introns, ou à des endroits où leurs effets sont minimes ; la plupart des mutations sont donc neutres.

En revanche, comme c’est le cas pour la plupart des mutations accidentelles qui sont provoquées par irradiation ou substances chimiques. Si elle affecte les cellules somatiques, la mutation ne se transmet pas et n’affectera donc que le sujet l’ayant subie directement.

  

a) CAUSES DES MUTATION GENETIQUES

                                

Les causes des mutations génétique sont généralement mal connues .Les mutations génétiques peuvent être causées par des facteurs environnementaux, comme la pollution atmosphérique ou les radiations mais peuvent également survenir d’une génération à l’autre sans causes apparents.

 En général, le taux de mutations peut être augmenté considérablement par des facteurs physiques ou chimiques appelés agents mutagènes tels que :

Ø  Les ondes électromagnétiques (rayon gamma, les rayons ultraviolets), des substances chimiques qui interagissent avec l’ADN ou encore éventuellement avec l’ARN tels que pesticides, dérivés de benzène solvants, …etc., des substances chimiques qui interagissent avec des éléments impliqués dans la réplication de l’ADN, comme la colchicine qui empêche la formation du fuseau achromatique d’où une altération du nombre des chromosomes.

     Les ondes UV

Ø  Une modification du système de réparation de l’ADN qui cesse de corriger les erreurs de réplications.      

Prenant exemple sur des mutations environnementales que nous les voyons très fréquemment

Dans bien des situations environnementales bons portèrent sur l’expression génétique ou du moins influent sur elle. Alors que notre génotype semble aussi stable que le rocher de Gibraltar (en absence de mutation) notre génotype présente davantage de ressemblance avec l’agile. Dans le cas contraire, nous ne pourrions pas bronzer au soleil, les femmes culturistes ne pourraient pas développer  de gros muscles et nous ne pourrions espérer guérir les maladies héréditaires.

Il arrive que des facteurs maternels tels que les médicaments ou les agents  pathogènes empêchent l’expression génétique normal au cours du développement embryonnaire. Ce fut le cas chez les enfants des mères ayant pris de la thalidomide pendant la grossesse.

 La thalidomide était un médicament prescrit au cours des années 1950 et 1960, notamment aux femmes enceintes pour combattre les nausées matinales et d’autres symptômes. A cette époque, le publique ignorait que ce médicament avait des effets secondaires néfastes sur le développement fœtal et qu’il provoquait des malformations. Ces enfants ont acquis un phénotype différent de celui qui dicté par leurs gènes.

On appelle phénocopies ce genre de phénotypes provoqués par des facteurs environnementaux mais qui ressemble aux phénotypes causés par des mutations génétiques (modifications permanentes et transmissibles de l’ADN).

Les facteurs environnementaux peuvent également influer sur l’expression génétique après la naissance.

Par exemple, la malnutrition chez le nourrisson affecte la croissance ultérieure du cerveau, le développement physique et la taille. C’est ainsi qu’une personne qui possède les gènes dictant une haute taille peut rester petite en cas de malnutrition.

Par ailleurs, les déficits hormonaux  au cours de la croissance peuvent mener à une croissance et à une morphologie anormale du squelette, comme dans le crétinisme…type de nanisme résultant de l’hypothyroïdie chez l’enfant.

Dans un tel cas, des gènes ou des anomalies génétiques qui ne déterminent pas  la taille influent sur le phénotype de la taille. L’influence des autres gènes fait donc partie de l’environnement d’un gène.

Les facteurs environnementaux peuvent exercer une influence sur l’expression du génotype.

Les facteurs maternels qui traversent la barrière placentaire peuvent affecter l’expression des gènes du fœtus. Les phénotypes produits  par l’environnement mais qui ressemble à des phénotypes déterminés génétiquement sont appelés phénocopies.

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b) DIFFERENTS TYPES DES MUTATIONS

  

Elles sont divisées en deux grandes catégories :

v  Les mutations micro lésionnelles soient ponctuelles ou instables

v  Les mutations macro lésionnels ou des plus grandes ampleur. C’est - à- dire qui concerne tout un fragment chromosomique et qui contient plusieurs gènes.

                                                       

Les mutations ponctuelles qui sont dues à un changement de la structure du gène effectuent un seul nucléotide.

Cependant il existe trois types de mutations génétiques :

Ø  Une mutation par substitution, qui signifie un remplacement d’une ou des plusieurs paires de nucléotides par un autre.

Ø  Une mutation par addition, qui se fait par l’ajout d’une ou plusieurs paires de nucléotides.

Ø  Une mutation par déletion, qui, à son tour est causée par une perte d’une ou plusieurs paires de nucléotides.

En effet pour que la mutation soit exprimée, elle doit être une substitution ponctuelle par un nucléotide donnant un codant codant, un acide animé différent de celui donné par les nucléotides initiales. Sinon, la mutation est dite silencieuse. C’est-à-dire qu’il n’aura aucun effet sur la transcription en protéine et son activité si la conséquence est un gène.

Eventuellement, les mutations ponctuelles se regroupent en plusieurs catégories qui diffèrent par les conséquences sur les protéines codées par le gène muté.

• La mutation faux - sens s’explique alors par la mise en jeu de l’altération d’une unique base, ce qui modifie le codon de telle sorte que l’acide aminé soit lui aussi modifié et ainsi on aura une modification de la protéine. Des telles mutations sont généralement situées dans l’une de deux premières bases du codon. En général il n y a pas d’incidence au niveau de la troisième base.

• La mutation non- sens qui provoque l’apparition d’un codon stop qui est une conséquence importante.

Par ailleurs, cette dernière est une mutation ponctuelle qui change le codon d’un acide aminé à un codon stop. Cette mutation provoque  alors l’arrêt prématuré de la traduction et il en résulte une protéine plus courte. Ce type de mutation est souvent la cause des maladies car dans tous les cas la fonction de la protéine est altérée. C’est donc l’arrêt de fonctionnement des protéines causées par l’apparition de codon stop.

• La mutation silencieuse : certaines mutations peuvent se produire au niveau de la troisième base d’un codon ; car le codon génétique est dégénéré, et par conséquent cela n’a aucune incidence sur les acides aminés codés. De ce fait, les mutations silencieuses n’ont aucun effet sur la protéine. En effet, elles tendent à s’accumuler dans l’ADN des organismes sous forme de polymorphisme et par conséquent, elles contribuent à la variabilité ses séquences d’ADN des différents individus d’une même espèce. Conformément  à la technologie, les dernières recherches sur les mutations silencieuses ont prouvé que ces dernières n’étaient pas aussi silencieuses que cela, et que la protéine codée n’est pas conforme à celle d’un gène non muté.

• La mutation modulant l’expression d’un gène : par exemple « promoteur, le codant d’initiation où le site de polyadération, ou bien les gènes codants les facteurs de transcriptions ». A cause de ces mutations, le gène peut devenir incapable de synthétiser la protéine où la synthèse est insuffisante. Par conséquent, les mutations ponctuelles impliquent les remplacements d’une base purique par une base pyrimidique où l’inverse est appelé transversion. Les remplacements mettant en jeu deux bases puriques ou pyrimidiques sont appelés transition (transition ou transversion représente la substitution d’une base par un autre).  

• La mutation instable : les conséquences instables sont formées par la répétition successive homogène d’un motif de quelques nucléotides comme dans l’exemple ci-dessous (TG) n ou (CAG) n ; dans le cas générale, le nombre de répétition observée est variable mais relativement instable. L’instabilité naît de la longueur de la répétition homogène de la même séquence : les séquences les plus longues sont les plus instables. Les séquences instables peuvent être situées dans la région  traduite.

Les mutations et la maladie différente chez les eucaryotes et les procaryotes

Pour les organismes supérieurs et l’homme (eucaryotes) les mutations provoquent des maladies génétiques diverses : tels que «  Mucoviscidose », « l’Hémophile »,et la « Drépanocytose ».Cependant,la mutation peut aussi provoquer le cancer,elle est aussi responsable d’avortement car certaines mutations appelées létales produisent des embryons non valables.Chez les procaryotes elles peuvent présenter des mutations diverses !on décrit ainsi  plusieurs mutants :dans ce cas, la mutation provoque l’incapacité de synthèse d’un produit nécessaire a la survie,si le microorganismes ne peut pas produire 

En ce qui concerne les mutants thermosensible, le microorganisme ne peut survivre et se multiplier qu’a une température bien précise.  

LES MUTANTS RESISTANTS AUX ANTIBIOTIQUES.

Une bactérie qui est au départ sensible a un antibiotique donnée devient apte a survivre puis a se multiplier dans un milieu de culture qui contient cet antibiotique, ceci est du le plus souvent a une mutation codant pur une protéine qui est cible pour l’antibiotique.

 

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