chapitre 14 Mendel et le concept de gène 317
seul acide aminé sur les 574 que contient l’hémoglobine
(protéine des globules rouges) ; chez les individus homozygotes, toutes les molécules d’hémoglobine sont de la
variété falciforme (anormale). Chez une personne atteinte,
lorsque la teneur du sang en dioxygène est faible (à haute
altitude ou en cas d’effort physique, par exemple), les molécules d’hémoglobine se regroupent et se cristallisent sous
forme de longs bâtonnets. Ces cristaux déforment les globules rouges, qui ressemblent alors à des faucilles – d’où le
qualificatif falciforme – (voir la figure 5.21, p. 92). Les globules
falci formes peuvent s’agglomérer et obstruer de petits vaisseaux sanguins, déclenchant ainsi une avalanche de symptômes dans tout l’organisme : faiblesse physique, douleurs,
dommages aux organes et même paralysie. Chez les enfants
victimes d’anémie à hématies falciformes, on effectue des
transfusions sanguines à intervalles réguliers afin de prévenir les lésions céré brales. Certains nouveaux médicaments
permettent de soulager ou de prévenir en partie d’autres
problèmes. Malheureusement, aucune guérison n’est actuellement possible.
Bien que deux allèles d’hématies falciformes soient nécessaires pour qu’un individu présente une forme complète de
la maladie, la présence d’un allèle peut influer sur le phénotype. Par conséquent, l’allèle normal qui est la contrepartie
de l’allèle de l’anémie à hématies falciformes ne domine pas
complètement ce dernier au niveau de l’organisme. Les hétérozygotes (porteurs du caractère de l’anémie à hématies falciformes) sont habituellement sains, mais certains présentent
plusieurs symptômes typiques de la maladie lorsque la quantité de dioxygène véhiculée dans leur sang diminue durant
une longue période. Au niveau moléculaire, les deux allèles sont
codominants, c’est-à-dire qu’il y a à la fois production d’hémoglobine normale et production d’hémoglobine anormale
(hématies falciformes).
Environ 1 Afro-Américain sur 10 est porteur de l’anémie à
hématies falciformes. Il s’agit d’un taux exceptionnellement
élevé d’hétérozygotes pour un caractère qui a des effets aussi
graves chez les homozygotes. Pourquoi les processus de l’évolution n’ont-ils pas réussi à faire disparaître cet allèle chez
cette population ? En fait, la présence d’un seul allèle de la
maladie constituerait un avantage pour le porteur, dans la
mesure où elle réduit la fréquence et la gravité du paludisme
(malaria), notamment chez les jeunes enfants. Le parasite du
paludisme passe une partie de son cycle de développement
dans les globules rouges (voir la figure 28.10, p. 676). Or, ces
derniers sont fragilisés par la présence du type d’hémoglobine
propre à l’anémie à hématies falciformes, même à l’état hétérozygote. Cette situation contribue à interrompre le cycle de vie
du parasite. Dans les régions tropicales d’Afrique où le paludisme est répandu, l’allèle des hématies falciformes confère
donc un avantage aux hétérozygotes, même s’il est nocif à l’état
homozygote. (L’équilibre entre ces deux effets sera traité au
cha pitre 23, p. 559.) La fréquence relativement élevée de
l’allèle des hématies falciformes chez les Afro-Américains est
un vestige de l’origine africaine de ces derniers.
Les maladies héréditaires dominantes
Bien que la plupart des allèles nocifs soient récessifs, de nombreuses maladies humaines sont dues à des allèles dominants ; c’est le cas, par exemple, de l’achondroplasie, une
forme de nanisme qui affecte 1 personne sur 15 000 dans le
monde. Les individus hétérozygotes présentent donc un phénotype de nain (figure 14.17). Inversement, tous ceux qui ne
sont pas des nains achondroplasiques – soit 99,99 % de la
population – sont homozygotes pour l’allèle récessif. (Le
génotype homozygote dominant, quant à lui, semble létal.)
À l’instar de la présence de doigts ou d’orteils surnuméraires,
que nous avons mentionnée plus haut, l’achondroplasie est
un caractère pour lequel l’allèle récessif est beaucoup plus
répandu que l’allèle dominant correspondant.
Les allèles dominants létaux sont beaucoup moins répandus que les allèles récessifs létaux. Tous les allèles létaux sont
le résultat de mutations (modifications de l’ADN) dans les
cellules qui produisent les spermatozoïdes ou les ovules ; on
peut supposer que ces mutations ont autant de chances d’être
récessives que dominantes. Un allèle récessif létal peut être
transmis de génération en génération par des porteurs sains
hétérozygotes, parce que ces porteurs ont des phénotypes
normaux. Cependant, un allèle dominant létal cause la mort
de l’individu qui le porte avant même que celui-ci atteigne la
maturité sexuelle et puisse procréer, de sorte que cet allèle
n’est pas transmis aux générations suivantes.
La maladie de Huntington :
une maladie létale à manifestation tardive
Le moment où survient une maladie peut influer fortement sur
sa transmission. Ainsi, un allèle dominant létal peut être transmis s’il n’entraîne la mort qu’à un âge relativement avancé.
Avant même l’apparition des symptômes, l’individu possédant
l’allèle peut l’avoir transmis à ses enfants. C’est le cas de la
maladie de Huntington (ou chorée de Huntington),
m Figure 14.17 L’achondroplasie : un caractère dominant.
Le D
r Michael C. Ain est atteint d’achondroplasie, une forme de nanisme
causée par un allèle dominant. Cette maladie l’a influencé dans son
travail : il est spécialiste de la réparation des déficits osseux causés par
l’achondroplasie et d’autres maladies. L’allèle dominant (N) a pu être
le résultat d’une mutation dans l’ovule ou le spermatozoïde d’un parent
(dans le cas de l’achondroplasie, le taux de mutation dans les gamètes
parentaux est très élevé, soit de l’ordre de 80 %) ou être transmis
par un parent souffrant de la maladie, comme on le voit pour un père
atteint de la maladie dans la grille de Punnett.
N
n
n
n
w
Normal
nn
Parents
Nain
Nn
Spermatozoïdes
Ovules
Nn
Nain
nn
Normal
Nn
Nain
nn
Normal
seul acide aminé sur les 574 que contient l’hémoglobine
(protéine des globules rouges) ; chez les individus homozygotes, toutes les molécules d’hémoglobine sont de la
variété falciforme (anormale). Chez une personne atteinte,
lorsque la teneur du sang en dioxygène est faible (à haute
altitude ou en cas d’effort physique, par exemple), les molécules d’hémoglobine se regroupent et se cristallisent sous
forme de longs bâtonnets. Ces cristaux déforment les globules rouges, qui ressemblent alors à des faucilles – d’où le
qualificatif falciforme – (voir la figure 5.21, p. 92). Les globules
falci formes peuvent s’agglomérer et obstruer de petits vaisseaux sanguins, déclenchant ainsi une avalanche de symptômes dans tout l’organisme : faiblesse physique, douleurs,
dommages aux organes et même paralysie. Chez les enfants
victimes d’anémie à hématies falciformes, on effectue des
transfusions sanguines à intervalles réguliers afin de prévenir les lésions céré brales. Certains nouveaux médicaments
permettent de soulager ou de prévenir en partie d’autres
problèmes. Malheureusement, aucune guérison n’est actuellement possible.
Bien que deux allèles d’hématies falciformes soient nécessaires pour qu’un individu présente une forme complète de
la maladie, la présence d’un allèle peut influer sur le phénotype. Par conséquent, l’allèle normal qui est la contrepartie
de l’allèle de l’anémie à hématies falciformes ne domine pas
complètement ce dernier au niveau de l’organisme. Les hétérozygotes (porteurs du caractère de l’anémie à hématies falciformes) sont habituellement sains, mais certains présentent
plusieurs symptômes typiques de la maladie lorsque la quantité de dioxygène véhiculée dans leur sang diminue durant
une longue période. Au niveau moléculaire, les deux allèles sont
codominants, c’est-à-dire qu’il y a à la fois production d’hémoglobine normale et production d’hémoglobine anormale
(hématies falciformes).
Environ 1 Afro-Américain sur 10 est porteur de l’anémie à
hématies falciformes. Il s’agit d’un taux exceptionnellement
élevé d’hétérozygotes pour un caractère qui a des effets aussi
graves chez les homozygotes. Pourquoi les processus de l’évolution n’ont-ils pas réussi à faire disparaître cet allèle chez
cette population ? En fait, la présence d’un seul allèle de la
maladie constituerait un avantage pour le porteur, dans la
mesure où elle réduit la fréquence et la gravité du paludisme
(malaria), notamment chez les jeunes enfants. Le parasite du
paludisme passe une partie de son cycle de développement
dans les globules rouges (voir la figure 28.10, p. 676). Or, ces
derniers sont fragilisés par la présence du type d’hémoglobine
propre à l’anémie à hématies falciformes, même à l’état hétérozygote. Cette situation contribue à interrompre le cycle de vie
du parasite. Dans les régions tropicales d’Afrique où le paludisme est répandu, l’allèle des hématies falciformes confère
donc un avantage aux hétérozygotes, même s’il est nocif à l’état
homozygote. (L’équilibre entre ces deux effets sera traité au
cha pitre 23, p. 559.) La fréquence relativement élevée de
l’allèle des hématies falciformes chez les Afro-Américains est
un vestige de l’origine africaine de ces derniers.
Les maladies héréditaires dominantes
Bien que la plupart des allèles nocifs soient récessifs, de nombreuses maladies humaines sont dues à des allèles dominants ; c’est le cas, par exemple, de l’achondroplasie, une
forme de nanisme qui affecte 1 personne sur 15 000 dans le
monde. Les individus hétérozygotes présentent donc un phénotype de nain (figure 14.17). Inversement, tous ceux qui ne
sont pas des nains achondroplasiques – soit 99,99 % de la
population – sont homozygotes pour l’allèle récessif. (Le
génotype homozygote dominant, quant à lui, semble létal.)
À l’instar de la présence de doigts ou d’orteils surnuméraires,
que nous avons mentionnée plus haut, l’achondroplasie est
un caractère pour lequel l’allèle récessif est beaucoup plus
répandu que l’allèle dominant correspondant.
Les allèles dominants létaux sont beaucoup moins répandus que les allèles récessifs létaux. Tous les allèles létaux sont
le résultat de mutations (modifications de l’ADN) dans les
cellules qui produisent les spermatozoïdes ou les ovules ; on
peut supposer que ces mutations ont autant de chances d’être
récessives que dominantes. Un allèle récessif létal peut être
transmis de génération en génération par des porteurs sains
hétérozygotes, parce que ces porteurs ont des phénotypes
normaux. Cependant, un allèle dominant létal cause la mort
de l’individu qui le porte avant même que celui-ci atteigne la
maturité sexuelle et puisse procréer, de sorte que cet allèle
n’est pas transmis aux générations suivantes.
La maladie de Huntington :
une maladie létale à manifestation tardive
Le moment où survient une maladie peut influer fortement sur
sa transmission. Ainsi, un allèle dominant létal peut être transmis s’il n’entraîne la mort qu’à un âge relativement avancé.
Avant même l’apparition des symptômes, l’individu possédant
l’allèle peut l’avoir transmis à ses enfants. C’est le cas de la
maladie de Huntington (ou chorée de Huntington),
m Figure 14.17 L’achondroplasie : un caractère dominant.
Le D
r Michael C. Ain est atteint d’achondroplasie, une forme de nanisme
causée par un allèle dominant. Cette maladie l’a influencé dans son
travail : il est spécialiste de la réparation des déficits osseux causés par
l’achondroplasie et d’autres maladies. L’allèle dominant (N) a pu être
le résultat d’une mutation dans l’ovule ou le spermatozoïde d’un parent
(dans le cas de l’achondroplasie, le taux de mutation dans les gamètes
parentaux est très élevé, soit de l’ordre de 80 %) ou être transmis
par un parent souffrant de la maladie, comme on le voit pour un père
atteint de la maladie dans la grille de Punnett.
N
n
n
n
w
Normal
nn
Parents
Nain
Nn
Spermatozoïdes
Ovules
Nn
Nain
nn
Normal
Nn
Nain
nn
Normal