Données et questionnements. Première partie

Données et questionnements. Première partie

La maladie de Steinert et les notions sur la transmission des maladies héréditaires monogéniques

Ce dossier s’appuie essentiellement sur l’analyse de la maladie de Steinert mais fait aussi appel à d’autres maladies héréditaires monogéniques de façon à avoir une vue d’ensemble des notions de génétique enseignées au lycée.

On utilise couramment l’expression « transmission d‘une maladie héréditaire » mais en réalité ce sont les allèles des gènes qui causent ces maladies qui sont transmis. Néanmoins, dans un premier temps, l’analyse des arbres généalogiques revient à raisonner sur les phénotypes des membres d’une famille pour faire des propositions sur les caractéristiques des gènes impliqués.

I - Diversité des modalités de la transmission des maladies héréditaires monogéniques

A. Cas de la maladie de Steinert

La maladie de Steinert aussi désignée par « Dystrophie myotonique de type 1 » (en abrégé DM1) est une maladie héréditaire monogénique causée par des allèles d’un gène nommé DMPK (Dystrophy Myotonic Protein Kinase). Elle affecte principalement les muscles entraînant un affaiblissement musculaire progressif (dystrophie) et une difficulté au relâchement après la contraction (myotonie).

- Document 1 : arbres généalogiques de familles où se transmet la maladie de Steinert

Le premier arbre est relatif à une famille avec indication de l’âge d’apparition des premiers symptômes.

Source : La maladie de Steinert dans une famille marocaine : phénomène d’anticipation et conseil génétique. Hamzi, Khalil & Bellayou, H. & Slassi, I & Nadifi, Sellam. (2010). Antropo. Article · January 2010.

Deuxième arbre : Généalogie représentative  d’une famille DM1 

- Document 2 : variabilité du phénotype DM1

C’est sur la base de l’âge d’apparition des premiers symptômes de la maladie, des symptômes cliniques et de leur degré de sévérité que les médecins reconnaissent plusieurs phénotypes, formes de la DM1.

- La forme congénitale, à début néonatal, est la forme la plus grave. Les principaux symptômes sont une grande faiblesse musculaire généralisée et une grande détresse respiratoire.

- La forme juvénile - infantile où les premiers symptômes à se développer sont plutôt d’ordre cognitif avec des difficultés d’apprentissage ; les atteintes musculaires apparaissent généralement à l’adolescence.

- La forme adulte, forme la plus répandue de la DM1, se déclare entre 20 et 40 ans et concerne aussi bien les muscles que les systèmes cardio-vasculaire, respiratoire, endocrinien.

- La forme tardive la moins sévère de la maladie, avec des atteintes musculaires légères et souvent des problèmes oculaire (cataracte).

Ces différences sont dues à des mutations du même gène DMPK .

Questionnement relatif au point A

A partir des informations fournies par le premier arbre généalogique :

1. Indiquer si le phénotype DM1 est dominant ou récessif.
2. Indiquer un caractère remarquable de la maladie au cours des générations successives.
3. Montrer que le gène DMPK n’est pas situé sur un chromosome sexuel X ou Y.
4. En désignant par M+ tout allèle muté du gène DMPK cause de la maladie et par m tout allèle « sain », indiquer le génotype possible des individus malades.

B - Diversité de la transmission des maladies héréditaires monogéniques

Les dossiers du site ACCES permettent d’étudier la transmission de trois maladies héréditaires  : la mucoviscidose, la myopathie de Duchenne (DMD) et ici la maladie de Steinert, dont les modalités de transmission au cours des générations successives sont différentes.

Questionnement relatif au point b

1 - Choisir pour chacune de ces maladies une des trois expressions suivantes :

1. Maladie autosomale récessive.
2. Maladie autosomale dominante.
3. Maladie liée à un chromosome sexuel récessive

2 - Indiquer pour chacune de ces maladies, au moins un critère de l’arbre généalogique qui lui est propre.

3 - Voici un arbre généalogique d’une maladie héréditaire monogénique :

a. Indiquer s’il correspond à une des trois maladies précédentes.

b. Indiquer comment on pourrait qualifier la modalité de transmission de la maladie illustrée par cet arbre généalogique.

C - Une modalité différente de transmission de maladies héréditaires

Le syndrome NARP est une maladie génétique qui implique une enzyme, l’ATP synthase, localisée dans la membrane interne des mitochondries. Ce syndrome est dû à une mutation du gène MTATP6.

- Document 1 : 2 arbres généalogiques

Les deux arbres généalogiques suivants sont relatifs à deux familles dont certains membres souffrent du syndrome NARP.

a - Première famille

D’après Sujet 2 du bac session septembre 2022 Métropole.

Source : d’après CHU Angers – J.Cassereau – Département de neurologie

b - Deuxième famille

Source : Professeur Serge Romana. Youtube.

- Document 2 : génétique et comportement des mitochondries au cours de la fécondation

Le noyau n’est pas le seul endroit de la cellule où est localisé l’ADN cellulaire. Les mitochondries possèdent de nombreuses molécules d’ADN où sont localisés quelques gènes.

A la fécondation, l’ovule et le spermatozoïde apportent chacun un lot de mitochondries, mais celles du spermatozoïde sont éliminées et ne contribuent pas à la constitution du patrimoine mitochondrial du zygote (et des cellules de l’organisme qui en dérivent).

Questionnement relatif au point c

1. Indiquer les caractéristiques communes aux deux arbres qui ne s’expliquent pas par les modalités de la transmission des maladies génétiques précédentes.
2. Interpréter les caractéristiques de la transmission du syndrome NARP à l’aide des informations du document 2.
3. Justifier le qualitatif « d’hérédité cytoplasmique » donné à ce type d’hérédité. Quel autre qualitatif pourrait-on donner ?

Tests de connaissances et de raisonnements à l’aide de QCM

Pour chaque item, dire pour chaque affirmation si elle est juste ou fausse.

1 - Cas d’une maladie autosomale récessive

1. Les hommes malades sont hétérozygotes.
2. Dans un arbre généalogique, il y a des personnes malades à chaque génération.
3. Les parents d’une personne malade sont l’un homozygote sain, l’autre hétérozygote.
4. Une personne malade a toujours deux allèles mutés identiques.

2 - Cas d’une maladie liée au chromosome X récessive

1. La question de la dominance ou de la récessivité ne se pose pas chez les individus de sexe masculin.
2. La transmission de la maladie est différente suivant que le parent atteint est le père ou la mère.
3. Les individus atteints sont surtout des hommes.
4. Une femme hétérozygote est dite conductrice et transmet l’allèle « sain » à tous ses fils.

3 - Cas d’une maladie autosomale dominante

1. Un seul allèle muté suffit pour que la maladie se manifeste.
2. Une personne malade a un de ses deux parents atteint.
3. Dans un arbre généalogique, on trouve généralement des malades à chaque génération.
4. Très souvent les personnes malades sont hétérozygotes.

4 - Cas d’une maladie dominante liée au chromosome X

1. La question de la dominance ou de la récessivité ne se pose que chez les personnes de sexe féminin.
2. Il y a toujours une transmission père fils.
3. Toutes les filles d’un homme malade sont atteintes.
4. Tous les enfants d’une femme malade sont atteints par la maladie.

5 - Dans une maladie mitochondriale

1. Les hommes n’ont jamais cette maladie héréditaire.
2. Une personne malade a sa mère malade.
3. Les hommes malades ne transmettent la maladie à aucun de leurs enfants.
4. Les femmes malades transmettent la maladie à tous leurs enfants quel que soit leur sexe.
5. La maladie touche les hommes et les femmes de façon comparable.

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