• Chapitre 2 : variabilité génétique et santé

    Chapitre 2 : variabilité génétique et santé<o:p></o:p>

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    I)             Patrimoine génétique et santé<o:p></o:p>

    Problématique : comment une mutation peut entraîner une maladie et quels sont les traitements.<o:p></o:p>

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    1)   La mucoviscidose<o:p></o:p>

    a)    Les échelles de phénotype<o:p></o:p>

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    Macroscopique

    Microscopique

    Organique

    Cellulaire

    Moléculaire

    Sain

    RAS

    Cellules épithéliales sécrètent mucus fluide

    CFTR protéine muté canal au chlore fonctionnel

    Malade

    Problème respiratoire et digestif

    Cellules épithéliales sécrètent mucus visqueux

    CFTR fonctionnel

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    b)    Origine génétique et risque de transmission<o:p></o:p>

    L’allèle responsable de la synthèse de la protéine non fonctionnelle a subi 3 changements aux positions 1521-1522 et 1524. Après la traduction, il manque un acide aminé la phénylalanine en position 508. Cet allèle est dit récessif : il faut être homozygotes (le posséder en double exemplaires) pour être malade.

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    c)    Thérapeutique et dépistage<o:p></o:p>

    Quand la maladie est présente dans la famille on propose un diagnostic prénatal dans les cellules de l’enfant. Si l’enfant est atteint on propose un avortement.

    Si la maladie n’est pas connue dans la famille, il existe un dépistage possible à la naissance qui est systématique.

    maladie

    thérapie

    effet

    Élimination du problème

    M<o:p></o:p>

    U<o:p></o:p>

    C<o:p></o:p>

    O<o:p></o:p>

    V<o:p></o:p>

    I<o:p></o:p>

    S<o:p></o:p>

    C<o:p></o:p>

    I<o:p></o:p>

    D<o:p></o:p>

    O<o:p></o:p>

    S<o:p></o:p>

    E<o:p></o:p>

     

    Thérapie génétique in vivo

    Insère les fragments d’ADN normaux dans les poumons pour réparer les mutations

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    Respiratoire

    Thérapie génétique ex vivo

    Culture de cellules de l’individu avec cellules normales + réincubation dans l’individu

    Oxygénothérapie

    Augmente le taux d’oxygène dans l’organisme

    Greffe de poumon

    Implantation des poumons d’un individu sain sur un malade

    Kinésithérapie respiratoire

    Permet d’évacuer le mucus

    Nébulisation

    Fluidifie le mucus

    Régime hypercalorique

    Changement d’habitude alimentaire

    Digestif

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    2)   Le diabète de type 2<o:p></o:p>

    Après ingestion de 75 grammes de glucose, chez un individu sain la glycémie ne dépasse pas 1,25 g/L et chez un individu atteint de DT2, sa glycémie augmente en 1 heure rapidement (1,5 g/L) puis elle diminue lentement mais elle reste élevée au bout de 2h30.

    Le DT2 est défini par une hyperglycémie. Ce diabète est dit non-insulinodépendant (injection d’insuline sans-effet).

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    a)    Prédisposition génétique<o:p></o:p>

    Le risque d’être atteint est d’autant plus important si le DT2 est présent dans la famille, le risque est de 99% pour des vrais jumeaux è origine génétique.

    La présence de plusieurs allèles de gènes localisés sur plusieurs chromosomes ont révélé leur implication dans la survenue DT2 è plusieurs origines à la maladie è elle est polygénique.

    La possession de un gène ou plusieurs gènes impliqué dans la survenue du DT2 augmente les risques d’être malades mais ne garantit pas que la maladie se déclare un jour è ce sont des gènes qui prédispose au DT2.

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    b)    Une influence environnementale<o:p></o:p>

    Dans une population génétiquement identique (homogène) on note que la survenue du DT2 est inférieur à 5% en chine alors qu’elle dépasse 12% à Taiwan è le risque du DT2 n’est pas le même selon l’environnement, il n’y a donc pas qu’une origine génétique mais aussi une origine environnementale.

    On observe que la survenue du DT2 augmente avec l’IMC et avec l’âge è ces deux facteurs augmentent les risques du DT2

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    c)    Prévention des risques<o:p></o:p>

    De 1971 à 2006 l’augmentation du nombre de cas de DT2 chez les jeunes de 2 à 19 ans. Ces nouveaux cas de DT2 sont à mettre en relation avec le mode d’alimentation è sensibilisation de la population à ce risque.

    Le programme national nutrition santé a pour objectif d’améliorer la santé de l’ensemble de la population en agissant sur l’un de ses déterminant majeur è la nutrition.

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    II)          Perturbation du génome et cancérisation è TP10 <o:p></o:p>

    1)     Qu’est ce qu’un cancer ?<o:p></o:p>

    Une cellule somatique qui ne contrôle pas son cycle cellulaire se multiplie de manière anarchique. Un amas de cellules appelé tumeur se développe. Les cellules tumorales sont avides de nutriments et de dioxygène et stimule le développement de capillaire sanguin. La migration de cellules cancéreuses dans la circulation sanguine permet à la métastase d’infecter d’autres tissus. Un organe qui abrite des tumeurs fonctionnent mal è provoquent la mort de l’organisme.

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    2)        Quelles sont les causes du cancer ?<o:p></o:p>

    a)     Une origine génétique<o:p></o:p>

    Les souris qui n’expriment pas p53 ont un volume de tumeur de 0,4 cm3. L’expression du gène p53 entraine la régression de la tumeur è le gène p53 est un gène anticancéreux.

    Les souris qui expriment le gène p53 résistent davantage au agent cancéreux.

    Les cellules cancéreuses présente des mutations par substitution du gène p53 se qui provoque une modification de la protéine p53. Les protéines p53 des cellules cancéreuses sont inactives è les p53 des cellules cancéreuses sont inactives.

    Le cycle cellulaire est sous le contrôle de nombreuses protéines que l’on appelle CDK et Cycline. La p53 par une chaine de réaction inhibe ces protéines et bloque le cycle cellulaire ou bien conduit à la mort de la cellule.

    L’arrêt du cycle ou la mort de la cellule est un système de sécurité pour que les cellules mutantes ne se divise plus. Les mutations du gène p53 sont à l’origine de la synthèse de la p53 non fonctionnelle qui ne peut plus réguler le cycle. Les cellules mutantes vont donc se diviser de manière incontrôlée.

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    b)    Une origine environnementale<o:p></o:p>

    Les risques de développer un cancer du poumon sont augmentés grâce à l’exposition à l’amiante et au tabagisme (1% à 80,6%).

    80% des femmes avec un cancer du col de l’utérus ont été contaminées par le virus VPH (papillomavirus humain).

    Les virus VPH produisent des protéines E6 qui se fixent sur la protéine p53 et la détruit èle virus est cancérigène.

    Le benzopyrène contenu dans la fumée de cigarettes modifient les guanines qui vont s’apparier aux adénines pendant la réplication. Le gène p53 présent dans les cellules cancéreuses présente 33% de mutations de type guanine associée à thymine contre 21% dans les cellules cancéreuses de poumons de non-fumeurs è le benzopyrène est cancérigène.

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    3)   Quelles solutions apporter aux cancers ?<o:p></o:p>

    Dans le cas du cancer du sein un dépistage par mammographie est proposé gratuitement pour les femmes de 50 à 74 ans tous les 2 ans.

    Des campagnes de pub choc vise à prévenir et inciter les fumeurs à arrêter ou à ne pas commencer.

    La prévention par vaccination contre le VPH et des dépistages par frottis sont proposés.

    Des campagnes de prévention contre l’hépatite B pour des vaccins est faite.

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    III)        Variation génétique bactérienne et résistance aux antibiotiques<o:p></o:p>

    Les antibiotiques sont des molécules bactéricides. Ils sont inefficaces contre mes virus.

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    1)          Quelle est l’efficacité des antibiotiques ?<o:p></o:p>

    On classe les antibiotiques selon la surface de la plage de lyse (zone de destruction des bactéries). Ainsi la tétracycline est plus efficace que l’acide nalidixique et que l’ampicilline et que la pénicilline.

    Un antibiogramme permet de sélectionner l’antibiotique le plus efficace contre la bactérie.

    Certaines bactéries résistent aux antibiotiques et continuent de se multiplier.

    L’utilisation massive d’antibiotiques sélectionne naturellement les bactéries résistantes voire multi résistante et elles sont donc plus difficile à éliminer.

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    2)    Comment les bactéries résistent ?<o:p></o:p>

    Les bactéries mutent aléatoirement, et s’échangent donc du matériel génétique appelé plasmide, les nouveaux gènes ou allèles mutés confère un avantage sélectif au clone c’est-à-dire l’avantage de résister à l’antibiotique vont permettre aux bactéries de se multiplier.

    Certaines bactéries sont naturellement résistantes à un antibiotique, d’autres le deviennent grâce à des mutations. En effet sur 5 cultures 2 seulement ont bien résisté soit plus de 100 bactéries résistantes contre moins de 20 pour des bactéries normales. Le gène permettant la résistance est dans les plasmides. Ainsi grâce au pilus, les bactéries se transmettent les plasmides et donc mutent plus facilement jusqu’à nous tuer.

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    3)          Quelles solutions apporter à la résistance antibiotique ?<o:p></o:p>

    Les solutions à envisager seraient d’empêcher la division des cellules et des transferts de matériel génétique. Ainsi les bactéries deviendraient de moins en moins résistante et les antibiotiques n’aurait qu’un tout petit rôle voire aucun.

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    Il faut éviter l’usage systématique des antibiotiques car « les antibiotiques c’est pas automatiques » et il faut développer de nouvelles familles d’antibiotiques.


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