Les mutations, la mutagénèse et leurs conséquences

Définitions:

Mutation: Changement héréditaire stable du matériel génétique. (modification du matériel génétique) qui peut se transmettre ou non au cours de l’évolution. -Organismes asexués (à repproduction clonale): toute mutation est immédiatement transmise.

-Organisme à reproduction sexuée: il y a 2 cas.

a): si les mutations affecte les cellules germinales → elle seront probablement

transmise à la génération suivante.

b): si les mutations affectent les cellules somatiques → elles ne seront jamais

transmises.

Les mutations (avec la recombinaison génétique) sont à l’origine de la variabilité génétique.

Mutagénèse:C’est l’induction de la mutation. L’agent inducteur est un mutagène.Il existe 2 types de mutagénèses:

a): Mutagénèse spontanée:-Un phénomène aléatoire (sans aucune cause apparente/lors des divisions cellulaires) pouvant affecter des caractères morphologiques et physiologiques ainsi que la viabilité des cellules.

-Elle est caractérisée par sa fréquence d’apparition au sein d’une population. (dans les conditions spontanées, la fréquence d’apparition d’une mutation d’un gène est très rare)Exple: bactérie → 10 -8

drosophile → 10 -6

homme → 10 -5

b): Muttagénèse induite (provoquée):Elle apparait suite à une exposition à un agent mutagène, dont il existe 2 types:- Agent mutagène physique: radiations UV, X et Ω.-Agent chimique: des analogues des bases qui intérférent avec les bases en créant un désordre au niveau de l’ADN. Exple: 5bromo-uracile:

Forme céto: ressemble à T ↔ A

Forme enol: ressemble à C ↔ G

Types des mutationsSelon le niveau de structure atteint, on distingue 3 types de mutations:

Mutation génique Mutation chromosomique Mutation génomique

La modification de la séquence d’un gène.

Il s’agit d’une modification d’une

paire de base/mutation ponctuelle.

Mutation affectant la structure de

chromosome suite à un remaniement.

(cassure et remaniement)

Variation du nombre des chromosomes

(variation quantitative) dont la conséquence est l’apparition d’un

nouveau phénotype à la mort du mutant

Mutation génique

Substitution Addition Délétion

Remplacement d’une paire de base Ajout ou perte d’une paire de base

Transition Transversion

Base purique/base purique (A et G)Base pyrimidique/base pyrimidique (T et C)

Base purique/base pyrimidique

Mutations ponctuelles résultant le changement de l’Ac Am

conséquences

CONSÉQUENCES DES MUTATIONS

Conséquences des mutations ponctuelles

Mutation neutre/

silencieuseMutation faux

sens

Même AA ---même protéine

Nouveau AA – Nvelle proteine

Mutation non sens

Arrêt prématuré de la synthèse

Décalage du cadre de lecture

Altération du cadre de lecture en aval du point d’insertion/délétion ---- extrémité COOH de la

protéine anormale.

Les modifications génétiques

Une mutationest une modification du matériel génétique; le taux de mutation est la fréquence

Mutation faux-sens (missense mutation) consiste en un changement du triplet du codon en celui d’un acide aminé différent mais conservation du cadre de lecture, la protéine résultante aura soit une structure différente soit une fonction anormale.

Mutation non-sens transforme un codon normal en UAA, UGA ou UAG, créant un codon stop prématuré conduisant à une protéine tronquée non fonctionnelle.

Mutation décalant le cadre de lecture (frameshift mutation). Si elle n’est pas un multiple de trois, une insertion ou une délétion d’un petit nombre de nucléotide dans une région codante va altérer le cadre de lecture de la traduction en aval de ce point, conduisant à une extrémité COOH de la protéine anormale

Expansions de trinucléotides. Le génome humain contient des répétitions de trinucléotides en tandem n’excédant pas 5 à 35 répétitions. Quand leur nombre est plus important ou quand ils sont à proximité ou à l’intérieur d’un gène, ils provoquent des maladies.

Quelles sont les conséquences des variations génétiques sur le phénotype? 1. L’effet des mutations sur le produit des gènes : - Perte de fonction (Allèle nul) ,- « Baisse de fonction » : faible quantité ou affinité,- Gain de fonction : Perte de la régulation ou acquisition d’une nouvelle fonction

Effet des mutations sur le produit du gène (relation génotype/phénotype)

NB: Les variants rares ne sont pas toujours délétères ! Les polymorphismes fréquents ne sont pas toujours sans conséquence biologique (variants de susceptibilité) !