5.2. Intérêt de l’établissement des caryotypes
Outre l’étude de la structure du stock chromosomique et de ses variations au cours des deux
phases de vie caractéristiques des cycles de reproduction sexuée, la réalisation des caryotypes présente un double intérêt, à la fois appliqué et
fondamental.
5.2.1. I NTÉRET EN PATHOLOGIE : LES ANOMALIES
CHROMOSOMIQUES
De nombreuses anomalies morphologiques et
physiologiques, en particulier dans le monde animal, sont associées à des modifications des chromosomes décelables par l’analyse des caryotypes ;
il existe deux grands types de remaniements,
concernant la structure ou le nombre des chromosomes. Leur taille, leur forme et leur organisation
interne peuvent être affectées par divers événements, tels que : inversion, délétion ou addition,
duplication, translocation de segments de chromosomes, fission ou fusion de chromosomes entiers
au niveau des centromères. Le nombre de chromosomes peut être modifié de deux façons différentes, soit au niveau global, soit au niveau de
chacun d’eux. Dans le premier cas, on a des phénomènes de polyploïdie dans les cellules somatiques qui, au lieu de contenir 2n chromosomes
(diploïdie), en renferment 3n (triploïdie), 4n (tétraploïdie)... Inversement, et de façon exceptionnelle,
certains organismes supérieurs sont constitués de
cellules haploïdes, au lieu de cellules diploïdes
(cas des faux-bourdons).
La méiose étant un processus complexe, il n’est
pas rare que des erreurs se produisent, en particulier des phénomènes de non séparation (non disjonction) des homologues en division I, situation la
plus fréquente, ou des chromatides en division II.
Dans ces deux cas, les gamètes formés héritent
d’un nombre anormal de chromosomes, soit en
trop, soit en moins. Les zygotes obtenus après une
fécondation mettant en jeu ces gamètes anormaux
présenteront donc un caryotype dit aneuploïde :
pour une paire donnée de chromosomes homologues dans une cellule normalement diploïde, on
a une unité en trop (trisomie : 2n +1 chromosomes)
ou en moins (monosomie : 2n -1 chromosomes) ;
l’anomalie peut aussi bien affecter les autosomes
que les chromosomes sexuels ; voir l’encart biomédical suivant. Les Végétaux s’accomodent bien de
la présence d’anomalies chromosomiques qui
induisent des désordres sévères chez les
Animaux : le degré supérieur d’intégration des
fonctions physiologiques chez ces derniers est certainement responsable de cet état de choses.
12. P ROLIFÉRATION DES CELLULES.A SPECTS MOLÉCULAIRES ET CELLULAIRES DE LA DIVISION 391
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Les anomalies chromosomiques
chez l’Homme
Diverses anomalies chromosomiques responsables de syndromes plus ou moins graves sont
connues chez l’Homme. L’exemple le plus classique est celui du syndrome de Down, ou mongolisme (trisomie 21). Il existe un rapport clair
entre l’âge de la mère et la probabilité qu’elle ait
un enfant trisomique. Le processus de non disjonction est mis en rapport avec le vieillissement
des cellules germinales au sein des ovaires. À
l’exception des trisomies des chromosomes 13,
18 et 21, ces anomalies sont létales au cours du
développement embryonnaire ou fœtal, de
même que toutes les monosomies. Plus de 50 %
des avortements spontanés seraient dus à des
anomalies de ce type.
L’aneuploïdie concerne aussi les chromosomes
sexuels. Elle est en général moins désastreuse
pour le développement que les précédentes,
mais un mauvais dosage des chromosomes X
ou Y perturbe la physiologie sexuelle des individus. Le syndrome de Turner (un seul X, ou
XO) correspond à un individu femelle dont le
développement génital s’arrête à un stade juvénile. Les individus de type XXY sont des
hommes stériles présentant des caractères féminins et un retard mental (syndrome de
Klinefelter), tandis que ceux de type XYY sont
d’apparence normale.
D’autres anomalies correspondent à des altérations de la structure même des chromosomes.
Les phénomènes d’inversion ne sont pas responsables d’anomalies phénotypiques chez les
individus, mais ils sont à l’origine de la formation de chromosomes anormaux lors de la
méiose. De même, les translocations peuvent ne
pas avoir de répercussions, mais certaines
d’entre elles augmentent la probabilité d’obtenir des cellules cancéreuses. C’est le cas des
formes de leucémie liées à la présence du chromosome dit «de Philadelphie», qui est une version raccourcie du chromosome 22, avec une
translocation sur le chromosome 9. La synthèse
E NCARTB IOMÉDICAL
Outre l’étude de la structure du stock chromosomique et de ses variations au cours des deux
phases de vie caractéristiques des cycles de reproduction sexuée, la réalisation des caryotypes présente un double intérêt, à la fois appliqué et
fondamental.
5.2.1. I NTÉRET EN PATHOLOGIE : LES ANOMALIES
CHROMOSOMIQUES
De nombreuses anomalies morphologiques et
physiologiques, en particulier dans le monde animal, sont associées à des modifications des chromosomes décelables par l’analyse des caryotypes ;
il existe deux grands types de remaniements,
concernant la structure ou le nombre des chromosomes. Leur taille, leur forme et leur organisation
interne peuvent être affectées par divers événements, tels que : inversion, délétion ou addition,
duplication, translocation de segments de chromosomes, fission ou fusion de chromosomes entiers
au niveau des centromères. Le nombre de chromosomes peut être modifié de deux façons différentes, soit au niveau global, soit au niveau de
chacun d’eux. Dans le premier cas, on a des phénomènes de polyploïdie dans les cellules somatiques qui, au lieu de contenir 2n chromosomes
(diploïdie), en renferment 3n (triploïdie), 4n (tétraploïdie)... Inversement, et de façon exceptionnelle,
certains organismes supérieurs sont constitués de
cellules haploïdes, au lieu de cellules diploïdes
(cas des faux-bourdons).
La méiose étant un processus complexe, il n’est
pas rare que des erreurs se produisent, en particulier des phénomènes de non séparation (non disjonction) des homologues en division I, situation la
plus fréquente, ou des chromatides en division II.
Dans ces deux cas, les gamètes formés héritent
d’un nombre anormal de chromosomes, soit en
trop, soit en moins. Les zygotes obtenus après une
fécondation mettant en jeu ces gamètes anormaux
présenteront donc un caryotype dit aneuploïde :
pour une paire donnée de chromosomes homologues dans une cellule normalement diploïde, on
a une unité en trop (trisomie : 2n +1 chromosomes)
ou en moins (monosomie : 2n -1 chromosomes) ;
l’anomalie peut aussi bien affecter les autosomes
que les chromosomes sexuels ; voir l’encart biomédical suivant. Les Végétaux s’accomodent bien de
la présence d’anomalies chromosomiques qui
induisent des désordres sévères chez les
Animaux : le degré supérieur d’intégration des
fonctions physiologiques chez ces derniers est certainement responsable de cet état de choses.
12. P ROLIFÉRATION DES CELLULES.A SPECTS MOLÉCULAIRES ET CELLULAIRES DE LA DIVISION 391
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Les anomalies chromosomiques
chez l’Homme
Diverses anomalies chromosomiques responsables de syndromes plus ou moins graves sont
connues chez l’Homme. L’exemple le plus classique est celui du syndrome de Down, ou mongolisme (trisomie 21). Il existe un rapport clair
entre l’âge de la mère et la probabilité qu’elle ait
un enfant trisomique. Le processus de non disjonction est mis en rapport avec le vieillissement
des cellules germinales au sein des ovaires. À
l’exception des trisomies des chromosomes 13,
18 et 21, ces anomalies sont létales au cours du
développement embryonnaire ou fœtal, de
même que toutes les monosomies. Plus de 50 %
des avortements spontanés seraient dus à des
anomalies de ce type.
L’aneuploïdie concerne aussi les chromosomes
sexuels. Elle est en général moins désastreuse
pour le développement que les précédentes,
mais un mauvais dosage des chromosomes X
ou Y perturbe la physiologie sexuelle des individus. Le syndrome de Turner (un seul X, ou
XO) correspond à un individu femelle dont le
développement génital s’arrête à un stade juvénile. Les individus de type XXY sont des
hommes stériles présentant des caractères féminins et un retard mental (syndrome de
Klinefelter), tandis que ceux de type XYY sont
d’apparence normale.
D’autres anomalies correspondent à des altérations de la structure même des chromosomes.
Les phénomènes d’inversion ne sont pas responsables d’anomalies phénotypiques chez les
individus, mais ils sont à l’origine de la formation de chromosomes anormaux lors de la
méiose. De même, les translocations peuvent ne
pas avoir de répercussions, mais certaines
d’entre elles augmentent la probabilité d’obtenir des cellules cancéreuses. C’est le cas des
formes de leucémie liées à la présence du chromosome dit «de Philadelphie», qui est une version raccourcie du chromosome 22, avec une
translocation sur le chromosome 9. La synthèse
E NCARTB IOMÉDICAL