Monogenic Inheritance: Concepts and Examples
199 cardsExplains inheritance patterns, genetic concepts, and examples of monogenic diseases.
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Hérédité Monogénique : Guide Essentiel
L'hérédité monogénique concerne la transmission de maladies génétiques dues à des mutations sur un seul gène.
Concepts Fondamentaux en Génétique
Les cellules somatiques humaines possèdent 46 chromosomes (23 paternels, 23 maternels).
Autosomes : 22 paires identiques chez les deux sexes.
Gonosomes (chromosomes sexuels) : X et Y.
Le gène est l'unité d'information génétique. Le locus est sa position physique sur le chromosome.
Les allèles sont les différentes formes d'un même gène à un locus donné.
Mutations : variations de séquence alléliques entraînant un dysfonctionnement (allèle morbide).
Polymorphismes : variations sans conséquence fonctionnelle.
Un individu est homozygote s'il possède deux allèles identiques à un locus, et hétérozygote s'il en a deux différents.
Le génotype décrit la constitution génétique (allèles à un locus).
Le phénotype désigne les caractères observés (pathologiques ou non).
Une maladie congénitale est présente à la naissance. Beaucoup de maladies génétiques ne sont pas congénitales et se manifestent plus tard (10% des monogéniques à l'âge adulte).
Relations Alléliques : Dominance et Récessivité
Ces notions définissent l'interaction entre deux allèles à un même locus.
Dominance : l'allèle A est dominant sur B si les phénotypes AA et AB sont identiques. L'allèle B est alors récessif.
Semi-dominance : le phénotype AB est intermédiaire entre AA et BB.
Co-dominance : le sujet AB exprime les caractères des deux allèles (ex: groupes sanguins A et B).
Arbre Généalogique : Construction et Interprétation
L'arbre généalogique utilise des symboles standardisés pour retracer la transmission d'une maladie.
Symboles Clés :
Carré/Cercle non rempli : Sujet non atteint (masculin/féminin).
Carré/Cercle rempli : Sujet atteint.
Flèche : Proband (sujet par lequel la maladie est identifiée).
Ligne horizontale : Union.
Double ligne horizontale : Union consanguine.
Étapes de Construction :
Tracer 4 lignes horizontales pour les générations.
Placer le proband (consultant) au centre de la 3ème ligne. Dessiner son symbole, noter nom/date de naissance/données cliniques.
Ajouter partenaires et enfants éventuels du proband (ligne 4).
Reporter les parents du proband (ligne 2) et ses frères/sœurs (ligne 3).
Ajouter les fratries des parents et leurs enfants (oncles, tantes, cousins).
Ajouter les 4 grands-parents (ligne 1) et leurs fratries.
Les personnes d'une fratrie sont dessinées de gauche à droite par ordre de naissance.
Hérédité Autosomique Dominante (AD)
- Gènes situés sur les autosomes. - L'allèle muté est dominant : la maladie s'exprime chez les hétérozygotes. - Les homozygotes pour l'allèle muté sont très rares et présentent souvent un phénotype plus sévère.
Caractéristiques de Transmission :
Fréquence égale chez les deux sexes.
Transmission possible par les deux sexes.
Transmission père-fils possible (exclusivement AD).
Risque de transmission à la descendance : 50% pour un sujet porteur de l'allèle morbide.
Sujets atteints sur plusieurs générations (répartition verticale sur l'arbre).
Exemples de Maladies AD :
Hypercholestérolémie familiale (gène du récepteur LDL, 19p13).
Achondroplasie (gène FGFR3, 4p16.3).
Maladie de Marfan (gène fibrilline 1, 15q21).
Chorée de Huntington (4p16).
Ostéogenèse imparfaite (collagène de type I).
Neurofibromatose de type I (NF1) (17q11).
Certaines prédispositions aux cancers (sein, côlon, rétinoblastome).
Particularités Gistiques des Maladies AD :
Pénétrance incomplète : le gène morbide ne s'exprime pas toujours cliniquement chez les porteurs. Risque de transmission par des individus apparemment sains.
Définition : nombre d'hétérozygotes malades / nombre total d'hétérozygotes.
Variable selon l'âge (ex: Chorée de Huntington).
Expressivité variable : signes cliniques différents entre individus, même au sein d'une famille (ex: Neurofibromatose de type I).
Néomutation (mutation de novo) : apparition d'un allèle muté dans un gamète parental d'individus sains (non porteurs).
Ex: Achondroplasie (80%), NF1 (50%), Maladie de Marfan (50%).
Favorisée par l'âge paternel élevé.
Mosaïsme germinal : présence de gamètes avec allèle muté et gamètes avec allèle sauvage chez le même parent.
Le parent n'est pas malade (mutation absente des cellules somatiques) mais peut transmettre la maladie à plusieurs enfants.
Important pour le conseil génétique. Ex: NF1, Ostéogenèse imparfaite.
Mécanismes Moléculaires des Mutations Dominantes :
Mutations avec perte de fonction (haplo-insuffisance) : un seul allèle fonctionne, quantité de protéine insuffisante. Ex: hypercholestérolémie familiale.
Mutation avec gain de fonction : modification de l'action de la protéine (amplifiée, dérégulée, toxique ou nouvelle fonction).
Mutation dominante négative : la protéine mutée interfère avec la fonction de la protéine normale. Ex: ostéogenèse imparfaite (collagène).
Hérédité Autosomique Récessive (AR)
- Gènes situés sur les autosomes. - L'allèle muté est récessif : les hétérozygotes sont sains et la maladie ne s'exprime que chez les homozygotes.
Caractéristiques de Transmission :
Fréquence égale chez les deux sexes.
Les deux parents sont hétérozygotes et sains.
Risque de transmission à la descendance : 25% d'avoir un enfant atteint pour un couple d'hétérozygotes.
Sujets atteints sur une seule fratrie (répartition horizontale sur l'arbre).
Union consanguine : risque accru d'enfants homozygotes, car les parents partagent un ancêtre commun. Coefficient de consanguinité (ex: 1/16 pour cousins germains).
Exemples de Maladies AR :
Mucoviscidose (gène CFTR, 7q31) : la plus fréquente en Europe.
Drépanocytose et thalassémies (pathologies de l'hémoglobine).
La plupart des maladies héréditaires du métabolisme (ex: Phénylcétonurie, 12q24).
Hétérogénéité Génétique (illustrée par l'AR) :
Hétérogénéité allélique (intralocus) : une maladie due à différentes mutations dans le même gène (ex: >1000 mutations CFTR dans la mucoviscidose).
Un individu malade avec deux mutations différentes au même locus est un hétérozygote composite.
Hétérogénéité interlocus : un phénotype identique causé par des mutations dans des gènes différents (ex: >150 gènes impliqués dans les rétinites pigmentaires).
Hérédité Liée à l'X (RLX et DLX)
Gènes localisés sur le chromosome X.
Hérédité Récessive Liée à l'X (RLX)
- L'allèle morbide est récessif. - Les femmes hétérozygotes sont conductrices et non atteintes. - La maladie ne se manifeste que chez les hommes (XY) hémizygotes (une seule copie du gène).
Caractéristiques de Transmission :
Seuls les garçons sont atteints (dans les formes familiales).
Les mâles atteints se trouvent uniquement dans la lignée maternelle.
Pas de transmission père-fils.
Risques pour une femme conductrice : 1/2 garçon atteint, 1/2 fille conductrice.
Un homme atteint ne transmet la maladie à aucun de ses enfants, mais toutes ses filles sont conductrices.
Exemples de Maladies RLX :
Dystrophie musculaire de Duchenne (Xp21).
Hémophilie A (déficit facteur VIII, Xq27).
Hémophilie B (déficit facteur IX, Xq27).
Daltonisme (Xq27).
Déficit en G6PD (Xq27).
Inactivation du Chromosome X et Détection des Conductrices :
Dans les cellules féminines, un des chromosomes X est inactivé au hasard en début d'embryogenèse.
Cette inactivation aléatoire explique la variabilité d'expression chez les femmes conductrices, pouvant entraîner des anomalies biologiques ou cliniques.
La détection des femmes conductrices est cruciale pour le conseil génétique :
Recherche de signes cliniques ou biologiques mineurs (ex: enzymes musculaires dans Duchenne).
Biologie moléculaire si le gène est connu.
Néomutations : possibles sur le chromosome X.
Méiose masculine fille conductrice.
Méiose féminine fille conductrice ou garçon atteint.
Hérédité Dominante Liée à l'X (DLX)
- L'allèle morbide est dominant. - Manifestation chez les hommes hémizygotes et les femmes hétérozygotes (souvent avec gravité moindre chez ces dernières).
Caractéristiques de Transmission :
Les deux sexes peuvent être touchés.
Les filles hétérozygotes sont généralement moins sévèrement atteintes que les garçons.
Une femme atteinte peut transmettre la maladie à ses enfants des deux sexes avec un risque de 50%.
Un homme atteint transmet le gène muté à toutes ses filles, mais aucun de ses garçons n'est atteint (pas de transmission père-fils).
Comme en AD, la pénétrance peut être incomplète et l'expressivité varier.
Exemples de Maladies DLX :
Syndrome de l'X fragile (gène FMR1, Xq27.3) : cause majeure de retard mental.
Rachitisme vitamino-résistant hypophosphatémique (anomalie récepteur vitamine D, Xq22).
Déficit en ornithine transcarbamylase (OTC) (Xp11).
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