relativement faciles à localiser, les marqueurs
permettent par exemple d’évaluer la ressemblance entre des régions de chromosomes examinées chez des personnes malades et apparentées. Plus grande est la similitude d’une
même région de chromosome chez des personnes apparentées atteintes, plus élevée est
la probabilité que cette région porte un gène
impliqué dans la maladie.
Mais une telle analyse, statistique bien sûr,
est compliquée par le fait que chaque parent
ne transmet pas à ses enfants les chromosomes
qu’il a lui-même hérités de ses parents, mais
une recombinaison de ceux-ci (figure 2). Si l’on
considère deux gènes situés au départ sur un
même chromosome, ils pourront après recombinaison se retrouver sur deux chromosomes
différents ; la probabilité que cela arrive est
d’autant plus élevée que les deux gènes en
question sont éloignés. Analyser le taux de
similarité le long d’un chromosome, c’est donc
étudier un processus aléatoire. Grâce à la statistique des processus, on peut donc délimiter
un intervalle dans lequel se trouve un gène
de susceptibilité. L’emploi des marqueurs a
ainsi permis à l’équipe américaine de Jeff
M. Hall, à Berkeley, de localiser en 1990 le gène
BRCA1 sur le chromosome 17.
Lire la molécule d’ADN pour décrire
complètement le gène et ses formes
anormales
Il s’agit ensuite de localiser précisément le
gène et de déterminer sa structure. On sait
que l’ADN, le matériau génétique, est une
longue chaîne moléculaire « écrite » dans un
alphabet de 4 « lettres » (a, c, g et t, initiales
des quatre types de molécules dont est formée la chaîne d’ADN). Les banques de données génétiques répertorient plusieurs milliards de telles lettres (il en arrive quelque
25 millions par jour…).
La précision de la méthode des marqueurs
permet au mieux de localiser un gène sur une
séquence d’ADN comptant quelque 4 millions de
lettres. Pour savoir exactement quel allèle, ou
quelle mutation est responsable, par exemple, du
cancer du sein, il faut « lire » ces séquences chez
les sujets sains et malades pour les comparer. Cela
revient à trouver une « faute de frappe » dans un
texte de 4 millions de caractères, disons
un livre de 2000 pages – ou plutôt dans
autant de livres de 2000 pages que l’on
a d’individus à étudier. Cette tâche est
lourde, même avec des moyens informatiques puissants. Or chez l’homme, les
gènes ne constituent pas plus de 3 % des
chromosomes. Le reste du matériel chromosomique est qualifié d’intergénique.
Si l’on parvient à limiter la recherche des
fautes de frappe aux seuls gènes, on
réduit la séquence à explorer à une trentaine de pages, ce qui devient accessible
à tout ordinateur.
Mais comment distinguer les gènes
30
L’explosion des mathématiques
Figure 2. Pour chaque paire de chromosomes d’un individu, un chromosome est
hérité de son père (en noir) et l’autre hérité de sa mère (en blanc). Un parent transmet à chaque descendant un seul chromosome de chaque paire. Mais avant la transmission, les chromosomes de chaque paire peuvent s’échanger des morceaux, au
hasard. Ce processus dit de recombinaison fait que le parent transmet à son enfant
un chromosome recombiné (l’une des quatre possibilités indiquées dans la figure,
où l’on suppose que les chromosomes s’échangent deux régions).
permettent par exemple d’évaluer la ressemblance entre des régions de chromosomes examinées chez des personnes malades et apparentées. Plus grande est la similitude d’une
même région de chromosome chez des personnes apparentées atteintes, plus élevée est
la probabilité que cette région porte un gène
impliqué dans la maladie.
Mais une telle analyse, statistique bien sûr,
est compliquée par le fait que chaque parent
ne transmet pas à ses enfants les chromosomes
qu’il a lui-même hérités de ses parents, mais
une recombinaison de ceux-ci (figure 2). Si l’on
considère deux gènes situés au départ sur un
même chromosome, ils pourront après recombinaison se retrouver sur deux chromosomes
différents ; la probabilité que cela arrive est
d’autant plus élevée que les deux gènes en
question sont éloignés. Analyser le taux de
similarité le long d’un chromosome, c’est donc
étudier un processus aléatoire. Grâce à la statistique des processus, on peut donc délimiter
un intervalle dans lequel se trouve un gène
de susceptibilité. L’emploi des marqueurs a
ainsi permis à l’équipe américaine de Jeff
M. Hall, à Berkeley, de localiser en 1990 le gène
BRCA1 sur le chromosome 17.
Lire la molécule d’ADN pour décrire
complètement le gène et ses formes
anormales
Il s’agit ensuite de localiser précisément le
gène et de déterminer sa structure. On sait
que l’ADN, le matériau génétique, est une
longue chaîne moléculaire « écrite » dans un
alphabet de 4 « lettres » (a, c, g et t, initiales
des quatre types de molécules dont est formée la chaîne d’ADN). Les banques de données génétiques répertorient plusieurs milliards de telles lettres (il en arrive quelque
25 millions par jour…).
La précision de la méthode des marqueurs
permet au mieux de localiser un gène sur une
séquence d’ADN comptant quelque 4 millions de
lettres. Pour savoir exactement quel allèle, ou
quelle mutation est responsable, par exemple, du
cancer du sein, il faut « lire » ces séquences chez
les sujets sains et malades pour les comparer. Cela
revient à trouver une « faute de frappe » dans un
texte de 4 millions de caractères, disons
un livre de 2000 pages – ou plutôt dans
autant de livres de 2000 pages que l’on
a d’individus à étudier. Cette tâche est
lourde, même avec des moyens informatiques puissants. Or chez l’homme, les
gènes ne constituent pas plus de 3 % des
chromosomes. Le reste du matériel chromosomique est qualifié d’intergénique.
Si l’on parvient à limiter la recherche des
fautes de frappe aux seuls gènes, on
réduit la séquence à explorer à une trentaine de pages, ce qui devient accessible
à tout ordinateur.
Mais comment distinguer les gènes
30
L’explosion des mathématiques
Figure 2. Pour chaque paire de chromosomes d’un individu, un chromosome est
hérité de son père (en noir) et l’autre hérité de sa mère (en blanc). Un parent transmet à chaque descendant un seul chromosome de chaque paire. Mais avant la transmission, les chromosomes de chaque paire peuvent s’échanger des morceaux, au
hasard. Ce processus dit de recombinaison fait que le parent transmet à son enfant
un chromosome recombiné (l’une des quatre possibilités indiquées dans la figure,
où l’on suppose que les chromosomes s’échangent deux régions).