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Introduction à la Pathologie Moléculaire du Gène
stanislas.lyonnet_at_inserm.fr
2
Introduction à la Pathologie Moléculaire du
Gène Portrait robot dun gène eukaryote et
bases moléculaires des maladies génétiques
3
01_14.jpg
4
(No Transcript)
5

• 1 / Situation dune mutation

6

• 2 / Nature dune mutation
• Mutations ponctuelles Vs. Mutations avec
  modification de taille

Décalages de phase de lecture
7

• 2 / Nature dune mutation
• Mutations avec modification de taille Vs.
  Mutations ponctuelles

70 mutations ponctuelles
8
16_01.jpg
3- Effet dune Mutation Faux-Sens (ou petite
délétion en phase) Vs. Mutations  Tronquantes 
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45-50 mutationstronquantes

• 3 / Effet dune mutation
• Mutation faux-sens Vs. mutations  tronquantes 

( )
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Introduction à la Pathologie Moléculaire du
Gène Génome humain un paysage complexe et
donc la possibilité de mutations de genres
nouveaux
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Génome Humain Bien Moins de Gènes
quAttendu (Espéré ?) Assembly NCBI Ensembl,
Mar 2006 Gènes connus 21.206 Gènes
prédits 2.135 Gènes (total)
23.341 Pseudogènes 719 Gènes à
ARN 1.430 Transcrits géniques
1940 100.000 1950 80.000 1990 50.000 2000
30.000 2006 23.000 2008 20.500 2010 /
1/ Mais, très grandes difficultés pour
 définir  un gène - limites 5 et 3 -
transcrits multiples - complexité et
distance des zones régulatrices
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10_15.jpg
Complexité des Gènes à produits Multiples
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Génome Humain 2/ Le Paysage Génomique  Moyen 
est désert .
100 kb
gene nr 24680
Gène moyen 27 000 Variants
communs gt0.05 6 000 K
rs24695 rs58376 rs886983
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Génome Humain Désert mais Irrégulièrement
Peuplé Distribution de Gènes  Déserts et
Cités 
Chromosome 22 humain
Des zones de régulation génique partagées ?
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Génome Humain  Désert et Monotone

• gt 50 de séquences répétées
• Séquences codantes 1.5
• Régions intergéniques 70-75

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3/ Importance des Régions Non Codantes de lADN
coding sequences
Human
7Mb
100Mb
130Mb
2.6Gb
2.9Gb
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De Nouvelles Séquences Non Codantes dIntérêt

• Exemple Gènes à microARN
• ARNs non codants de 22-nucleotides
• Contrôlent lexpression de gènes
  (post-transcriptionnel)
• De structure caractéristique (stem-loop)
• 400-450 gènes à miARN dans le génome

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10_23_2.jpg
Génome Humain (4) Complexité de la
Régulation Génétique
(4)Et aussi micro-ARN, séquences conservées non
géniques, etc
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Introduction à la Pathologie Moléculaire du
Gène Hétérogénéité allélique
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Drépanocytose (anémie falciforme) Hémoglobine S
( sickle ) Bêta-6 Glu/Val - GAG / GTG au codon
6 du gène de la chaîne ?-globine
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Amyotrophies Spinales Infantiles
( ) Délétion du gène SMNt
22
Homogénéité allélique absolue au locus FGFR3
pour lachondroplasie Mutation G3805 (GGG .
AGG)
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Hétérogénéité Allélique Une Maladie, un Locus,
de Multiples Allèles Mutants
24
Une Maladie de Multiples Mutations
(hétérogénéité allélique)
25
Introduction à la Pathologie Moléculaire du
Gène Mutation ou polymorphisme ?
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Variations de Séquence ADN Mutation ou
Polymorphisme ?

• 1/ Arguments moléculaires
• Nature et situation mutations  tronquantes  
  Vs. faux-sens
• 2/ Arguments génétiques
• - Ségrégation familiale
• - Variation de novo ou héritée
• - Étude de témoins
• 3/ Argument de génomique comparative (phylogénie)
  
• - Conservation du domaine protéique entre
  espèces
• - Conservation dans la famille protéique
• 4/ Arguments fonctionnels in vitro
• Tests fonctionnels cellulaire, biochimique,
  immunologique, ...
• 5 / Arguments fonctionnels in vivo
• Modèle animal (spontané ou expérimental)

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Génome Humain Le Paysage Génomique  Moyen 
est Très Variable (polymorphe)
100 kb
gene nr 24680
Gène moyen 27 000 Variants communs
gt0.05 6 000 K
CNVs 3 000 STRs
3 000
rs24695 rs58376 rs886983
CNV457
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Mutations et Polymorphismes de lADN
Mutation changement stable (permanent) et
héritable de la séquence
dADN Variations anormales
mutations Variations normales polymorphismes
Polymorphisme variation stable de la séquence
dADN héritable sur un mode mendélien, en
général co-dominant trouvée à une fréquence
égale ou supérieure à 1 (en dessous, on
parle de variant rare)
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Polymorphismes Génétiques
Allèles Fréquence Méthode VNTRs /
minisatellites N
Southern-blot STRs / microsatellites n 1/6.000
pb PCR Variation de nombre de copies n
CGH (CNV) SNPs 2 1/500 pb PCR /
puces

dbSNP 4.9 millions Reference SNPs 3.0
millions validated RefSNPs 0.5 millions
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• 1 / Argument moléculaire Nature de la
  variation nucléotidique

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• 2 / Arguments génétiques (1) Ségrégation de la
  variation nucléotidique

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• 2 / Arguments génétiques (2) Variation
  nucléotidique de novo

• 2 / Arguments génétiques (3) Absence de la
  variation chez les témoins

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19_14_2.jpg

• 3 / Argument phylogénique Conservation du site
  muté entre espèces

34

• 3 / Argument phylogénique Conservation du site
  muté entre espèces

35
Conservation Phylogénique Hors Régions Codantes
SNP IVS-1 C/T ( 9.7 / 23.3 kb)
36

• 3 / Argument phylogénique Conservation du site
  muté entre espèces

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• 4 / Arguments fonctionnels Anomalie
  dexpression du gène (ARNm)

C m m
38

• 4 / Arguments fonctionnels Anomalie
  dexpression du gène (ARNm)

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• 4 / Arguments fonctionnels Anomalie du produit
  du gène (bioch. etc..)

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(No Transcript)
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• 5 / Arguments fonctionnels in vivo
• Système modèle (animal)
•  Of mice and men 

C-KIT mutation
RET gene mutation
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Introduction à la Pathologie Moléculaire du
Gène Germinal ou mosaïque ?
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04_10.jpg
44
Mosaïque Somatique
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Mosaïques Somatiques
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Mosaïque Germinale
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(No Transcript)
48
(No Transcript)