Genetics

• Mendel coined the terms dominant and recessive.
• The genotype is the genetic makeup of an organism, while the phenotype refers to its observable characteristics.
• Genes are segments of DNA that code for specific traits or functions.
• Alleles are different versions of genes that can be inherited from parents.
• Dominant alleles mask the expression of recessive alleles.
• Recessive alleles only express their trait when both copies are present (homozygous).
• Incomplete dominance occurs when two heterozygous individuals produce offspring with intermediate phenotypes.
• Codominance allows both alleles to contribute equally to the phenotype.
• The Griffith experiment from 1928 showed that bacteria can exchange genetic material.
• L'expérience de Avery, McCarthy et MacLeod date de 1944 et montre que c'est l'ADN qui transforme les bactéries R en bactéries S.
• L'expérience de Hershey-Chase date de 1952 et utilise des bactériophages marqués au 32P ou au 35S. L'ADN porte les gènes nécessaires pour créer de nouveaux bactériophages.
• DNA compaction is done in the following order:

  Double helix

  Nucleosome beads

  Chromatin fibre

  Looped fibre

  Condensed heterochromatin

  Chromosome
• Les variations structurelles sont dues aux NAHR (Non Allele Homologous Recombinations)
• Les variations sans perte sont:

  • Inversion
  • Translocation
• Il existe 4 translations possibles et 8 transversions possibles
• Les variations les plus fréquentes sont les SNP (Single Nucleotide Polymorphism)
• Le SMP le plus fréquent est une transition C → T. Celle-ci se produit par méthylation du C puis par désamination du C-CH3 en T.
• Les micro délétions et insertions sur 1 à 5 nucléotides sont courantes, et sont dues à un mauvais appariement des brins glissés
• Il existe des hotspots de mutations, par exemple à 200 pb
• L'alpha thalassémie est due à une mutation de l'alpha globine sur les deux chromosomes 16
• Le génome humain a un taux de variation entre 1,0 et 1,2 x 10^-8 / nucléotide / génération
• Le crossing over est diminué lorsque deux gènes sont proches sur un chromosome
• Les variants non codants upstream et downstream sont fréquents
• Les variants non codants sur les régions non traduites sont rares en raison d'une forte sélection
• Variants codants et leur fréquence :

  • Missense +++
  • Synonyme ++
  • Frame shift +
  • Inframe, splice site, stop gain, start/stop loss -
• La mucoviscidose est liée au gène CFTR ( Cystic Fibrosis Transmembrane conduction Regulator )
• Le gène CFTR a plus de 4000 mutations différentes
• 70 % des mutations sur CFTR sont des F 508 Del ( F = phénylalanine )
• Dans la mutation F508Del ,

  ATC ATC TTT GGT

  _ i __ i __ F __ G

  Les nucléotides 6 à 8 sont supprimés, ce qui remplace ATC TTT par ATT qui fait un i
• 40 % des porteurs de mutations F508Del sont hétérozygotes composites, porteurs de 2 mutations morbides différentes sur les 2 chromosomes
• Probabilités des mutations CFTR:

  • Faux sens → 49 %
  • Frame shift → 20 %
  • Épissage → 15 %
  • Non sens → 10 %
  • Large remaniement → 3 %
  • Autres → 3 %
• L'effet délétère d'un faux sens peut être évalué via :

  • Fréquence
  • Bibliographie
  • Domaine protéique
  • Ségrégation familiale ( si récessive autosomique )
  • Étude fonctionnelle ( in vitro )
• L'étude fonctionnelle in vitro d'un faux sens CFTR se fait par:

  1. Construction d'un vecteur d'expression pour eucaryotes en ADN cyclique
  2. Mutagenèse du vecteur pour récréer la mutation
  3. Transfert dans les ¢ eucaryotes
  4. Étude des cellules
• Le vecteur d'étude fonctionnelle en ADNc est ouvert et fermé par des enzymes pour y insérer CFTR
• Le vecteur d' ADNc comporte:

  • Promoteur eucaryote
  • Site poly A ( BGH pA )
  • Gènes de sélection pour culture bactérienne ( Ampi Zeocin )
  • Sites de restriction
• L'insertion du vecteur CFTR dans la cellule eucaryote se fait par électroporation ou par transfection via phosphate de calcium
• Les vecteurs CFTR ont un tag en 5' ou 3' tel que la Green Fluorescence Protein (GF¶)
• La mucoviscidose est une dysfonction ciliaire indirecte
• Les conséquences de la mutation peuvent être observées par western blot, par microscopie confocale avec GF¶ ou par immunomarquage
• Les mutations CFTR sont séparées en 6 classes dépendant de la partie du processus défaillante