SEQAID II - Minidoc

Niveau : Terminale S, Enseignement de spécialité

Partie du programme : Application et implications des connaissances modernes en génétique humaine.

L'exemple traité est celui d'une forme d'albinisme oculomoteur.

Les réponses sont données en italique et en vert

Arbre généalogique de la famille : 

Le risque pour le couple III₀ x III₁ d'avoir un enfant atteint d'albinisme, sachant que la fréquence des hétérozygotes dans la population est de 1%, est de :

2/3 x 1/100 x 1/4 = 1/600.

Caractéristiques génétiques de l'albinisme oculomoteur de type 1 :

• L'allèle normal, polymorphe, existe sous deux formes qui codent pour une enzyme tyrosinase fonctionnelle qui synthétise le pigment mélanine : les allèles TYRCOD1 et TYRCOD2.
• Les allèles morbides existent sous 5 formes qui codent pour des enzymes tyrosinase totalement inactives : allèles TYRALBA1, TYRALBA2, TYRALBA3, TYRALBA4 et TYRALBA5.

• Charger les séquences des allèles du gène qui code pour l'enzyme fonctionnelle tyrosinase : TYRCOD1 et TYRCOD2.

• Comparer les séquences (entre la base 550 et 600) et repérer l'existence d'une différence.

On repère une seule différence au niveau de la base 575.
Ainsi la base adénine A dans l'allèle TYRCOD1 devient cytosine C dans l'allèle TYRCOD2

• Choisir l'enzyme de restriction la plus adaptée

Il s'agit d'identifier l'enzyme spécifique, pour cela on dispose d'une banque de données sur les enzymes de restriction dans le fichier ENZTYR.

• Vérifier ensuite l'efficacité de cette enzyme en la faisant agir sur l'ADN du gène de la tyrosinase.

La première recherche proposée informe qu'au niveau des bases 571 à 576 de l'allèle TYRCOD2 on trouve la séquence GGATCT. La seule enzyme capable de couper dans la région 575 est Xho II.

Vérification :

Résultat de l'action de Xho II sur les 2 allèles fonctionnels : 

On peut représenter schématiquement les sites de coupure de l'enzyme de restriction testée sur chaque allèle, identifier et visualiser les différents fragments de restriction et imaginer le résultat de l'électrophorèse des différents fragments obtenus.

Sur le schéma de l'ADN ci-dessous (qui servira de modèle) on a placé la position de bases repères depuis la position n°1 jusqu'à la dernière base n°1590 : 

Sur le schéma, les sites de coupure réalisés par l'enzyme spécifique XhoII sur chaque allèle sont désignés par :Ê et les fragments de restriction sont mentionnés. 

II - Reconnaissance de tous les allèles du gène de la tyrosinase par la construction d'un tableau de comparaison ou de référence

On peut appliquer la méthode vue dans le paragraphe précédent à tous les allèles du gène de la tyrosinase notamment les allèles non fonctionnels.

• Charger les séquences des 5 allèles MUTES non fonctionnels en mémoire.

• Analyser les séquences grâce aux enzymes de restriction.

• Choisir les enzymes du fichier ENZTYR et les " faire agir " sur les allèles étudiés.

• Construire le tableau de comparaison et y rassembler les résultats obtenus.

• Déterminer la ou les enzymes permettant d'identifier tel ou tel allèle.

III - Détermination des génotypes des individus de l'arbre généalogique

• En fonction de la méthode appliquée précédemment, montrer que la technique des enzymes de restriction permet d'éprouver les 2 hypothèses sur le génotype de III₁.

Nombre de sites reconnus par les différentes enzymes

Il est donc homozygote sain.

• Prévoir le phénotype du fœtus du couple III₀ xIII_1.

Comme III₁ est homozygote avec 2 allèles fonctionnels, il ne transmettra pas d'allèle muté.

Dans ce cas même, si son épouse III_o est hétérozygote le génotype double récessif ne pourra pas se constituer, ainsi le couple III_o x III₁ ne risque pas d'avoir un enfant albinos.

Conclusion :

L'analyse génotypique permet d'affiner et de préciser les prévisions qui sont habituellement faites d'après l'étude de l'arbre généalogique qui est basée sur l'examen des phénotypes.

Cela est possible grâce à l'utilisation des enzymes de restriction qui permettent de connaître indirectement la nature des allèles.