Fiche : Mutations, réparation et variabilité génétique

• Une mutation est une modification rare, accidentelle et héréditaire de la séquence de l'ADN ; elle est aléatoire et ne répond à aucun besoin de l'organisme.
• Les mutations ponctuelles sont des substitutions, des insertions ou des délétions d'un ou de quelques nucléotides.
• Une substitution peut être silencieuse (même acide aminé, grâce à la redondance du code), faux-sens (autre acide aminé) ou non-sens (codon stop).
• Une insertion ou une délétion d'un nombre de nucléotides non multiple de 3 décale le cadre de lecture et modifie tous les codons en aval.
• La drépanocytose résulte d'une substitution GAG → GUG qui remplace le 6ᵉ acide aminé de la β-globine, un glutamate, par une valine.
• Les mutations chromosomiques sont des délétions, duplications, inversions, translocations de fragments, ou des anomalies du nombre de chromosomes.
• Les mutations spontanées proviennent surtout d'erreurs de réplication non corrigées et de lésions spontanées de l'ADN.
• Un agent mutagène augmente la fréquence des mutations : UV (dimères de thymine), rayonnements ionisants (cassures), agents chimiques (adduits, agents alkylants, analogues de bases).
• Une lésion ne devient mutation que si elle n'est pas réparée, ou mal réparée, avant la réplication.
• Les systèmes de réparation (relecture, mésappariements, excision, cassures) utilisent la complémentarité des bases ; leur déficit, comme dans le xeroderma pigmentosum, augmente la fréquence des mutations.
• Une mutation somatique forme un clone de cellules mutantes dans l'individu (mosaïque) et n'est pas transmise à la descendance ; une accumulation de mutations dans un clone peut conduire à un cancer.
• Une mutation germinale peut être transmise par un gamète et se retrouve alors dans toutes les cellules du descendant.
• Les allèles sont les versions d'un même gène ; ils sont issus de mutations germinales accumulées au fil des générations.
• Un gène est polymorphe s'il possède au moins deux allèles dont le plus fréquent est à moins de 99 % dans la population.
• La plupart des mutations sont neutres ; l'effet d'une mutation dépend du génotype et de l'environnement (exemple de l'allèle S et du paludisme).

• Agent mutagène : facteur physique ou chimique qui augmente la fréquence des mutations.
• Clone cellulaire : ensemble de cellules issues d'une même cellule par mitoses.
• Homozygote / hétérozygote : deux allèles identiques / deux allèles différents d'un même gène.

• Croire qu'une substitution change toujours la protéine : elle peut être silencieuse.
• Oublier de vérifier si une insertion ou une délétion est un multiple de 3.
• Confondre lésion de l'ADN et mutation.
• Dire qu'un agent mutagène ou un antibiotique « crée » la mutation utile : il augmente la fréquence ou sélectionne des mutants préexistants.
• Comparer des nombres bruts de mutants au lieu de fréquences rapportées aux survivants.
• Croire qu'une mutation somatique peut être transmise aux enfants.

1. GAG → GAA : quel type de mutation ? → Substitution silencieuse (glutamate conservé).

2. UGG → UAG ? → Mutation non-sens (codon stop).

3. Quel effet a la délétion d'un nucléotide dans une séquence codante ? → Un décalage du cadre de lecture.

4. Quelle lésion provoquent les UV ? → Des dimères de thymine.

5. Quel système répare les dimères de thymine ? → La réparation par excision.

6. Une mutation dans une cellule du foie est-elle transmise aux enfants ? → Non, elle est somatique.

7. Que forme une cellule mutée qui se divise ? → Un clone de cellules mutantes.

8. 300 allèles a sur 400 individus : fréquence de a ? → 300/800 = 0,375.

9. Quand un gène est-il polymorphe ? → Quand son allèle le plus fréquent a une fréquence inférieure à 99 %.

10. Quelle est la source primaire de la diversité des allèles ? → Les mutations germinales.