UIC I G

1
UIC IGénétique - Cours 2GENETIQUE HUMAINE
2
LEUCHROMATINE ET lHETEROCHROMATINE

• la CHROMATINE ADN proteines
• Exclusive dans noyau
• 2 types morpho-fonctionelles
• EUCHROMATINE
• active genetique
• dispersee
• HETEROCHROMATINE
• inactive genetique
• condensee
• (chromocentres)

Caracteristiques EUCHROMATINE HETEROCHROMATINE
Condensation Dispersee condensee (chromocentres)
Coloration Faible Intense
Le temps de la replication (la phazs S) Precoce Tardive
Activite genetique Active Inactive (ou faible)
Composition chimique Predomine p.b. C - G ADN nerepetitif des proteines nonhistoniques Predomine p.b. A - T ADN repetitif des proteines histoniques
Role morphologique Constitue des bandes R positives (ou G negatives) Constitue les bandes R negatives (ou G positives)
3
LEUCHROMATINE ET LHETEROCHROMATINE

• LHETEROCHROMATINE
• Constitutive presence constante en structure du
  chromosomes
• les bandes G, bandes C (cen, Yq, p A, CS)
• facultative different en cellulee /
  organismes differents
• (lhetrochromatinisation une forme de reglage
  genique) ex., la chromatine sexuelle

4
LA CHROMATINE SEXUELLE

• La CHROMATINE SEXUELLE
• un chromocentre de HCRT
• avec caracteristiques morphologiques precises,
• permets lidentification le numero des
  chromosomes sexuells
• - lidentification de sexe genetique (XX sau
  XY)
• - les anomalies des chromosomes sexuells
• (XO, XXX, XXY).
• A la femme la chromatine X (le corpuscul du
  Barr)
• Aux males la chromatine Y (le corpuscul F)

5
LORIGINE DE LA CHROMATINE SEXUELLE

• La chromatine X
• resulte par linactivation dun chromosome X (a
  la femme XX)
• ? le corpuscul du Barr
• Lhypotese Lyon (1961)
• 1- linactivation du chromosome X est total a
  chaque sexe
• ? un seul chromosome X activ.
• (correct partiel ?ils sont des genes actives
  sur les 2 chromosomes X)
• 2- se produit precoce (in utero) et est
  definitive (parfois reversibile)
• 3- se produit par hasard (XM ou XP) et
  independents en chaque cellule (parfois correle
  avec la structure de chromosome X)

6
Numero des c. Barr la somme des
chromosomes X inactives(numero des chromosomes X
nr. c. Barr 1)
DIAGNOSTIQUE Femme Femme Femme Homme Homme Homme
Nr. C. Barr 0 1 2 0 1 2
Sexe genetique (dans intersexualite) XX XY
Des snomalies de numero des chromosomes sexuelles (des dysgenesies gonadiques XO XXX XXY XXYY XXXY
7
LA CHROMATINE SEXUELLE

• LA CHROMATINE Y
• represent lheterochromatine de 2/3 parts
  distales de bras long
• de chromosome Y
• (se colore avec flurochromes ex., quinacrine
  et est visible
• a la microscope avec UV comme un corpuscul
  fluorescent -
• corpuscul F)
• exclusive aux hommes
• Nr. corpuscule F nr. cromosomes Y
• les hommes XYY ont 2 corpuscules F

8
LA STRUCTURE SUPRAMOLECULAIRE DE LA CHROMATINE

• Lanalyse de la chromatine a la microscope
  electronique a indique un systeme complex de
  compactage de la molecule de lADN
• ? des fibres de chromatine
• avec dimensions differentes
• Formees par ADN, histones et proteines
  nonhistoniques.

9
Le nucléosome (10nm)
U.M.F IASI

• Un segement dADN (146pb)
• Spirale 1 tour ¾
• autour dun  noyau  histonique, cylindrique
  (8molec)
• ? un NUCLEOSOME
• Les nucléosomes voisins ? liés par un segment
  dADN lineaire (60pb) ? le FILAMENT avec
  NUCLEOSOMES (collier des perles").
• Le filament avec nucleosomes est stabilise par
  la histone H1, qui lie deux nucleosome voisins.
• Un taux de "compactage" 101

10
2) Le solenoide (30nm)

• Le filament avec nucleosomes se spirale en
  solenoide (30 nm)
• Taux de "compactage" de filament avec nucleosomes
  51

3) La fibre de chromatine pliee en boucles
laterales (300 nm)

• Le solenoide (30 nm) se plie en boucles
  laterales atachees au squelette des proteines
  nonhistoniques ? 300nm
• Une boucle (un domain chrs) 75Kb quelque
  genes
• unite fonctionel (de transcription et de
  replication).
• Taux de "compactage" 101

11
Le chromosome metaphasique (300 nm)

• En prophase les fibres de chromatine se
  condensent (201) ? la chromatide (700 nm) dun
  chromosome
• Les chromosomes grade maximal de condensation
  en metaphase de la division

12
U.M.F IASI

• ADN ? Nucleosome ? solenoide ? la fibre de
  ? LA CHROMATIDE
• CHROMATINE ? DUN
• PLIEE EN BOUCLES CHROMOSOME
  
• INTERPHASE
  DIVISION
• Chaque chromatide a une seule molecule dADN
• organisee en plusieurs structures succesives,
• compactee 10.000 fois necessaire pour
• Le placement ordone des molecules de lADN en
  noyau
• La distribution correcte du materiaux genetique
  en division

13

• Les boucles de la fibre de chromatine se fixent
  irreguliere aux squelette proteique
• Des zones condensees les chromomeres
• Des zones moins compactes
• Par la condensation de la chromatide en
  prophase,
• les chromomeres sunissent et formente des
  bandes condensees et colorees (bandes G
  lheterochromatine)
• qui alternent avec des bandes moins condensees
  et colorees
• (bandes R leuchromatine).

14
U.M.F IASI

• Chaque chromosome a une structure interne
• heterogene
• caracteristique
• (qui permets lidentification precise)

15
LES CHROMOSOMES

• CHROMOSOMES organites nucleaires qui fixent des
  colorants basiques
• (gr. chroma couleur soma corp)
• Fonctions
• Le transport distribution du materiel genetique
  en division ? la stabilite des procesus
  hereditaires.
• Assurent la recombinaison genetique en meiose

16
La morphologie des chromosomes humainsdes
elements communs a tous chromosomes
U.M.F IASI

• 1- Les CHROMATIDES
• - Crs bichromatidien ? apres la replication
• Les chromatides dun chromosome sont identiques
  (soeurs) 1 molecule dADN Proteines
• 2- Le CENTROMERE
• Le lieu de attachement des chromatides soeurs
  (par la proteine ISS)
• unique ? constriction primaire
• Divise les chromatides en 2 bras p et q
• A une position fixe determinee par une sequence
  dADN repetitif (ADN satellite) identique a tous
  les chromosomes) ADN specifique a chaque
  chromosome
• Des chromosomes
• Metacentrique,
• Submetacentrique
• Acrocentrique

17
Elements communs a tous chromosomes

• 2- Le CENTROMERE
• Role essentiel pour la SEGREGATION des
  chromosomes pendant la division cellulaire
• A lADN centromerique se fixent des proteines
  CENP kinetochores ? lieu datachement aux
  filaments de fuseau mitotique ? qui tractent les
  chromatides vers les poles (en anaphase)

M
T
18
Elements communs a tous chromosomes

• 3- Les TELOMERES des structures specialisees,
  formees par ADN repetitif proteines, qui
  couvrent et protegent les extremites des
  chromosomes.
• Fonctions
• Maintiennent l integrite structurelle
• Assurent la replication complete
• positionnent les chromosomes dans le noyau

19
Elements particuliers des chromosomes
U.M.F IASI

• Les SATELLITES des formations
  dheterochromatine attaches aux bras courts des
  chromosomes acrocentriques (excepté Y) des
  variantes normales
• (2) Des CONSTRICTION SECONDAIRES des blocs
  dheterochromatine situes sur quelques
  chromosomes (1q, 9q, 16q) pres de centromere
  variantes normales
• (3) Des SITES FRAGILES des lacunes moins
  colorees sur les chromatides des quelques
  chromosomes. La majorite variantes normales
  lexception fra Xq27 associe avec une forme de
  retard mentale
• Sdr. X fragile (RMLX-14000 nn)

20
Elements specifique a chaque chromosome les
BANDES

• Utilisant different traitements chimiques nous
  obtenons une serie continue de bandes
  longitudinales colorees qui alternent avec des
  bandes moins colorees
• Les bandes refletent la structure heterogene des
  chromosomes
• Chaque chomosome a un model caracteristique de
  bandes
• ? lidentification precise.

21
LES TECHNIQUES DANALYSE CHROMOSOMIQUE

• a) Le principes des methodes
• 1- Obtention de cellules en division
• Des cultures cellulaires lymphocytes,
  fibroblastes, cellules foetales (? amniocentese)
• - 0,5 ml du sang peripherique (recolte steril,
  sur heparine) ? milieu de culture avec
  phytohemaglutinine (stimule des divisions) ? 72
  heures
• Des tissus qui se divisent activement moelle
  osseuse
• (? ponction medullaire), trophoblaste (?
  placentocentese)
• 2- Obtention de cellulee en metaphase bloque la
  division avec colchicine
• 3- Obtention de preparations cellulaire
  hypotonisation, fixation, etalement sur lamelle,
  coloration techniques de marquage en bandes
• 4- Lanalyse des preparation ? caryotype

22
LES TECHNIQUES DANALYSE CHROMOSOMIQUE

• LES TECHNIQUES DE GENERATION I (1956)
• - des chromosomes uniformement colores
• - identification imprecise
• LES TECHNIQUES DE GENERATION II (1970)
• - le marquage en bandes G ou R sur chromosomes
  metaphasiques (400 bandes)
• - identification precise

23
TECHNIQUES DANALYSE CHROMOSOMIQUE

• DES TECHNIQUES DE GENERATION III (1977)
• - techniques de haute resolution sur chromosomes
  
• pro-métaphasiques (550 bandes) ou
• prophasiques (850 bandes)
• - une bande 3-5 Mb
• DES TECHNIQUES DE GENERATION IV (1991)
• - cytogenetique moleculaire
• - FISH metaphasique
• - identification tres precise des translocations
  chromosomiques et microdeletions
• - FISH interphasique

24

• F fluorescence
• I in
• S situ
• H hybridization

Hybridasation fluorescent in situ
Technique moleculaire pour detection des
anomalies chromosomiques
Technique moleculaire pour localisation des
sequences geniques
25
LE PRINCIPE DE LA TECHNIQUE FISH

• Hybridation (formation des liaisons de
  hydrogene) entre une sonde specifique dADN
  (marquee fluorescente) et la sequence
  complementaire presente dans un segment
  chromosomique
• ? la lois de la complémentarité des bases
  nytrogenique
• A-T
• C-G

26
La technique FISH

• Sonde et ADN cible
• Le marquage de la sonde indirect et direct
• La dénaturation de la sonde et ADN cible
• Lhybridation entre sonde et lADN cible
• La fixation de fluorophore a lhaptène (marquage
  indirecte)

27
Exemple de sondes

• Sonde de lADN répétitif
• b) Sonde centromerique (cellule interphasique)
• c) Sondes telomeriques (cellule metaphasique)
• a) Sondes specifiques de locus (preparation
  prometaphasique)
• d) Sonde panchromosomique (preparation
  prometaphasique)

28
LES AVANTAGES

• DES SENSIBILITE ET SPECIFICITE GRANDES
• LE TEMPS COURT DE LA METHODE
• LA POSSIBILITE DANALYSE DES CELLULES EN DIVISION
  OU INTERPASE
• LA RESOLUTION GRANDE (sondes jusquaux 40 kb)

LES INCONVENIENTS

• LE COUT AUGMENTE DES SONDES ET REACTIVES
• LE COUT AUGMENTE DES APPAREILS
• LE DEGRE ELEVEE DE TECHNICITE