chapitre 15 Les bases chromosomiques de l’hérédité 335
si elle est homozygote pour cet allèle. On ne peut dire que les
hommes sont homozygotes ou hétérozygotes puisqu’ils n’ont
qu’un seul locus de gènes liés au chromosome X. On dit plutôt qu’ils sont hémizygotes. Tout mâle ayant reçu de sa mère
l’allèle récessif exprime le caractère correspondant. Ce phénomène explique pourquoi le chromosome X a été relativement facile à cartographier et pourquoi les hommes sont
beaucoup plus nombreux que les femmes à souffrir d’une
maladie héréditaire récessive liée au chromosome X. Il arrive,
évidemment, que des femmes soient atteintes d’une maladie
héréditaire liée au sexe : seulement, la probabilité qu’elles
héritent de deux exemplaires de l’allèle mutant est beaucoup
plus faible que la probabilité qu’un homme en reçoive un seul.
Prenons le cas du daltonisme, une anomalie héréditaire de la
vue caractérisée par l’absence de perception de certaines couleurs ou par la confusion de certaines couleurs. La première
description de cette affection a été donnée en 1794 par John
Dalton, célèbre chimiste anglais, et luimême daltonien, qui
a donné ses yeux à la science lors de son décès afin que l’on en
trouve les causes. La forme de daltonisme la plus fréquente
porte sur la perception du rouge et du vert, et c’est cette forme
de daltonisme (deutéranopie) de même que la forme entraînant une cécité pour le rouge (protanopie) qui sont liées au
chromosome X. (Une troisième forme, plus rare, qui entraîne
une cécité partielle pour le bleu, est causée par un gène situé
sur le chromosome 7.) Un père daltonien et une mère porteuse saine peuvent avoir une fille daltonienne (voir la
figure 15.7c). Cependant, la probabilité est très faible, parce
que l’allèle du daltonisme est relativement rare (seulement
0,4 % des femmes sont daltoniennes).
Chez l’humain, certaines maladies liées au chromosome X
sont beaucoup plus graves que le daltonisme ; c’est le cas,
notamment, de la myopathie de Duchenne, qui touche
environ un garçon sur 3 500. Cette affection se caractérise
par un affaiblissement progressif des muscles et par une
perte graduelle de la coordination. Les personnes qui en sont
atteintes dépassent rarement le début de la vingtaine. Les
chercheurs ont lié cette maladie à l’absence d’une protéine
essentielle des muscles appelée dystrophine (la maladie est aussi
appelée dystrophie musculaire de Duchenne). Ils ont cartographié le gène codant pour cette protéine sur un locus spécifique du chromosome X.
L’hémophilie est une maladie récessive liée au chromosome X. Cette affection résulte de l’absence d’une ou de plusieurs protéines assurant la coagulation sanguine. Lorsqu’une
personne hémophile se blesse, son saignement se prolonge,
parce que le caillot est lent à se former. Les petites éraflures
sont habituellement sans gravité, mais les saignements qui
surviennent dans les muscles ou les articulations peuvent
être douloureux et entraîner des séquelles graves. Dans les
années 1800, l’hémophilie était très répandue dans les familles
royales d’Europe. Ainsi, la reine Victoria a transmis l’allèle à
plusieurs de ses descendants. Par la suite, les mariages consanguins avec les membres de familles royales d’autres nations,
comme l’Espagne et la Russie, ont propagé ce caractère lié
au chromosome X, et son incidence est bien documentée
dans les lignages royaux. À notre époque, on traite les hémophiles au besoin en leur injectant la protéine manquante par
voie intraveineuse.
L’inactivation d’un chromosome X
chez les Mammifères femelles
Les Mammifères femelles (ce qui inclut les êtres humains)
reçoivent deux chromosomes X (le double du nombre reçu
par les mâles), de sorte qu’on peut se demander si les femelles
fabriquent deux fois plus de protéines codées par les gènes
liés au chromosome X que les mâles. En fait, dans chacune
des cellules des Mammifères femelles, un des deux chromosomes X est presque complètement inactivé au cours du
développement embryonnaire. Par conséquent, les cellules
somatiques des femelles et des mâles ont quasiment la même
proportion effective (un exemplaire) de la plupart des gènes
liés au chromosome X. Chez la femelle, le chromosome X
inactif de chaque cellule se condense et forme une masse
compacte appelée corpuscule de Barr (découvert par l’anatomiste canadien Murray Barr en 1948). Celuici se place
contre la face interne de l’enveloppe nucléaire. La plupart de
ses gènes ne s’expriment pas. (Entre 15 et 25 % des gènes
échappent cependant à l’inactivation.) Dans les ovaires, les
chromosomes du corpuscule de Barr sont réactivés dans
les cellules qui forment les ovules, de sorte que chaque gamète
d’une femelle porte un chromosome X actif.
La généticienne britannique Mary Lyon a démontré que,
dans chacune des cellules embryonnaires présentes au moment
de l’inactivation, le choix du chromosome X qui formera le
corpuscule de Barr se fait au hasard et de façon indépendante.
Par conséquent, la femelle est une mosaïque de deux types de
cellules : dans certaines, le X actif provient du père, et dans
d’autres, il provient de la mère. Une fois qu’un chromosome X
est inactivé dans une cellule donnée, il le reste dans toutes les
cellules qui descendent de celleci par mitose. Par conséquent,
si une femelle est hétérozygote pour un caractère lié au sexe,
la moitié de ses cellules environ exprimera un allèle, et
l’autre moitié, l’autre allèle. La figure 15.8 montre comment
ce mosaïcisme produit un pelage tacheté chez la chatte écaille
de tortue (calico). Chez l’humain, une mutation récessive
particulière liée au chromosome X cause une maladie appelée
dysplasie ectodermique anidrotique, qui se caractérise par des
problèmes d’adaptation à la chaleur par suite de l’absence de
glandes sudoripares et de poils. Une femme hétérozygote pour
ce caractère présente des régions de la peau normales et des
régions dépourvues de glandes sudoripares et de poils, et ces
régions ne seront pas les mêmes d’une femme hétérozygote à
l’autre. Une femme homozygote ne présentera pas ce phénotype, toutes ses cellules possédant et exprimant le même allèle.
L’inactivation d’un chromosome X soustend une modification de l’ADN et des histones (protéines) qui y sont liées,
comme l’ajout de groupements méthyle (—CH 3 ) à la cytosine,
l’une des bases azotées des nucléotides d’ADN. (Le rôle régulateur de la méthylation de l’ADN est traité plus en détail
au chapitre 18.) Une région particulière de chaque chromosome X porte plusieurs gènes qui jouent un rôle dans le
processus d’inactivation. Les deux régions, une sur chaque
chromosome X, s’associent brièvement l’une avec l’autre
dans chacune des cellules lors d’une phase initiale du développement embryonnaire. Alors, un des gènes nommé Xist
(X-inactive specific transcript ou « transcription spécifique du X
inactif ») devient actif seulement sur le chromosome du corpuscule de Barr. Des copies multiples de l’ARN produit par la
si elle est homozygote pour cet allèle. On ne peut dire que les
hommes sont homozygotes ou hétérozygotes puisqu’ils n’ont
qu’un seul locus de gènes liés au chromosome X. On dit plutôt qu’ils sont hémizygotes. Tout mâle ayant reçu de sa mère
l’allèle récessif exprime le caractère correspondant. Ce phénomène explique pourquoi le chromosome X a été relativement facile à cartographier et pourquoi les hommes sont
beaucoup plus nombreux que les femmes à souffrir d’une
maladie héréditaire récessive liée au chromosome X. Il arrive,
évidemment, que des femmes soient atteintes d’une maladie
héréditaire liée au sexe : seulement, la probabilité qu’elles
héritent de deux exemplaires de l’allèle mutant est beaucoup
plus faible que la probabilité qu’un homme en reçoive un seul.
Prenons le cas du daltonisme, une anomalie héréditaire de la
vue caractérisée par l’absence de perception de certaines couleurs ou par la confusion de certaines couleurs. La première
description de cette affection a été donnée en 1794 par John
Dalton, célèbre chimiste anglais, et luimême daltonien, qui
a donné ses yeux à la science lors de son décès afin que l’on en
trouve les causes. La forme de daltonisme la plus fréquente
porte sur la perception du rouge et du vert, et c’est cette forme
de daltonisme (deutéranopie) de même que la forme entraînant une cécité pour le rouge (protanopie) qui sont liées au
chromosome X. (Une troisième forme, plus rare, qui entraîne
une cécité partielle pour le bleu, est causée par un gène situé
sur le chromosome 7.) Un père daltonien et une mère porteuse saine peuvent avoir une fille daltonienne (voir la
figure 15.7c). Cependant, la probabilité est très faible, parce
que l’allèle du daltonisme est relativement rare (seulement
0,4 % des femmes sont daltoniennes).
Chez l’humain, certaines maladies liées au chromosome X
sont beaucoup plus graves que le daltonisme ; c’est le cas,
notamment, de la myopathie de Duchenne, qui touche
environ un garçon sur 3 500. Cette affection se caractérise
par un affaiblissement progressif des muscles et par une
perte graduelle de la coordination. Les personnes qui en sont
atteintes dépassent rarement le début de la vingtaine. Les
chercheurs ont lié cette maladie à l’absence d’une protéine
essentielle des muscles appelée dystrophine (la maladie est aussi
appelée dystrophie musculaire de Duchenne). Ils ont cartographié le gène codant pour cette protéine sur un locus spécifique du chromosome X.
L’hémophilie est une maladie récessive liée au chromosome X. Cette affection résulte de l’absence d’une ou de plusieurs protéines assurant la coagulation sanguine. Lorsqu’une
personne hémophile se blesse, son saignement se prolonge,
parce que le caillot est lent à se former. Les petites éraflures
sont habituellement sans gravité, mais les saignements qui
surviennent dans les muscles ou les articulations peuvent
être douloureux et entraîner des séquelles graves. Dans les
années 1800, l’hémophilie était très répandue dans les familles
royales d’Europe. Ainsi, la reine Victoria a transmis l’allèle à
plusieurs de ses descendants. Par la suite, les mariages consanguins avec les membres de familles royales d’autres nations,
comme l’Espagne et la Russie, ont propagé ce caractère lié
au chromosome X, et son incidence est bien documentée
dans les lignages royaux. À notre époque, on traite les hémophiles au besoin en leur injectant la protéine manquante par
voie intraveineuse.
L’inactivation d’un chromosome X
chez les Mammifères femelles
Les Mammifères femelles (ce qui inclut les êtres humains)
reçoivent deux chromosomes X (le double du nombre reçu
par les mâles), de sorte qu’on peut se demander si les femelles
fabriquent deux fois plus de protéines codées par les gènes
liés au chromosome X que les mâles. En fait, dans chacune
des cellules des Mammifères femelles, un des deux chromosomes X est presque complètement inactivé au cours du
développement embryonnaire. Par conséquent, les cellules
somatiques des femelles et des mâles ont quasiment la même
proportion effective (un exemplaire) de la plupart des gènes
liés au chromosome X. Chez la femelle, le chromosome X
inactif de chaque cellule se condense et forme une masse
compacte appelée corpuscule de Barr (découvert par l’anatomiste canadien Murray Barr en 1948). Celuici se place
contre la face interne de l’enveloppe nucléaire. La plupart de
ses gènes ne s’expriment pas. (Entre 15 et 25 % des gènes
échappent cependant à l’inactivation.) Dans les ovaires, les
chromosomes du corpuscule de Barr sont réactivés dans
les cellules qui forment les ovules, de sorte que chaque gamète
d’une femelle porte un chromosome X actif.
La généticienne britannique Mary Lyon a démontré que,
dans chacune des cellules embryonnaires présentes au moment
de l’inactivation, le choix du chromosome X qui formera le
corpuscule de Barr se fait au hasard et de façon indépendante.
Par conséquent, la femelle est une mosaïque de deux types de
cellules : dans certaines, le X actif provient du père, et dans
d’autres, il provient de la mère. Une fois qu’un chromosome X
est inactivé dans une cellule donnée, il le reste dans toutes les
cellules qui descendent de celleci par mitose. Par conséquent,
si une femelle est hétérozygote pour un caractère lié au sexe,
la moitié de ses cellules environ exprimera un allèle, et
l’autre moitié, l’autre allèle. La figure 15.8 montre comment
ce mosaïcisme produit un pelage tacheté chez la chatte écaille
de tortue (calico). Chez l’humain, une mutation récessive
particulière liée au chromosome X cause une maladie appelée
dysplasie ectodermique anidrotique, qui se caractérise par des
problèmes d’adaptation à la chaleur par suite de l’absence de
glandes sudoripares et de poils. Une femme hétérozygote pour
ce caractère présente des régions de la peau normales et des
régions dépourvues de glandes sudoripares et de poils, et ces
régions ne seront pas les mêmes d’une femme hétérozygote à
l’autre. Une femme homozygote ne présentera pas ce phénotype, toutes ses cellules possédant et exprimant le même allèle.
L’inactivation d’un chromosome X soustend une modification de l’ADN et des histones (protéines) qui y sont liées,
comme l’ajout de groupements méthyle (—CH 3 ) à la cytosine,
l’une des bases azotées des nucléotides d’ADN. (Le rôle régulateur de la méthylation de l’ADN est traité plus en détail
au chapitre 18.) Une région particulière de chaque chromosome X porte plusieurs gènes qui jouent un rôle dans le
processus d’inactivation. Les deux régions, une sur chaque
chromosome X, s’associent brièvement l’une avec l’autre
dans chacune des cellules lors d’une phase initiale du développement embryonnaire. Alors, un des gènes nommé Xist
(X-inactive specific transcript ou « transcription spécifique du X
inactif ») devient actif seulement sur le chromosome du corpuscule de Barr. Des copies multiples de l’ARN produit par la