génotype phénotype drépanocytose spé

La drepanocytose

Une maladie génétique monogétique autosomique récessive

Rappels

Symptômes

La drépanocytose est aussi appelée "anémie falciforme". Les symptômes de la maladie sont variables et dépendent non seulement de l’âge, mais aussi de la sévérité de la drépanocytose.

Les hématies et microcirculation

Les hématies sont des cellules du sang renfermant l’hémoglobine responsable du transport de l’oxygène. Les hématies sont également appelées globules rouges. Chez l’homme, on dénombre 5 millions d’hématies par mm3. Les hématies ont une grande résistance, mais également une grande flexibilité. Cette dernière propriété permet aux hématies de se déformer pour passer dans les vaisseaux sanguins les plus fins (capillaires), dont certains mesurent à peine 3 µm de diamètre. Chez l'individu drépanocytaire, les hématies ont une forme anormale. De plus, ces hématies sont fragiles, elles ont une durée de vie courte, ce qui augmente l'anémie.

frottis sanguins

circulation sanguine

L'hémoglobine

L’Hémoglobine (Hb) est une macro-protéine c’est-à-dire à dire une protéine complexe constituée de plusieurs chaînes polypeptidiques associées à des groupements « Hème ». Ce groupement contenant un atome de fer qui fixe l’O2, de façon réversible assure ainsi sa fixation au niveau pulmonaire, son transport dans le sang et sa libération au niveau des cellules. L’hémoglobine normale est appelée HbA. Les chaînes polypeptidiques constituant le tétramère d’hémoglobine sont codées spécifiquement par des gènes, elles sont donc le résultat de l’expression de ces gènes.

L'hémoglobine A et l'hémoglobine S

Quelque-soit l’hémoglobine, celle-ci est une grande molécule protéique formée par l’association de 4 protéines : 2 α-globines et deux β-globines. Notre étude dans le cas de la drépanocytose s’intéressera uniquement aux β-globines

Comparaison des 2 séquences d'acides aminés des β-globines présentes dans HbA et HbS

télécharger sur Ecole directe le fichier "globine beta.edi" Ouvrir Geniegen Dans "banque de séquences", cliquer sur "charger des séquences" puis sélectionner la séquence chargée depuis ED En utilisant les fonctionnalités du logiciel, comparez les 2 séquences en acides aminés des β-globines présentes dans HbA et HbS

Comparaison des structures spatiales des β-globines présentes dans HbA et HbS

Utiliser Libmol pour observer cette différence au niveau de la structure spatiale de la molécule β-globine 1/ dans "séquence", sélectionner l'acide aminé modifié que vous avez identifié sur Geniegen 2/ puis "inverser" et enfin choisir une couleur dans la palette et cliquer sur "sphère". 3/ comparer les structures spatiales des deux β-globines

β-globine de HbA

β-globine de HbS

Propriétés des HbA et HbS dans le cytoplasme des hématies

Dans Libmol, dans "commandes", colorer par chaîne pour repérer les différentes chaînes constituant la protéine d'Hb (en passant la souris dessus, le nom de la chaîne s'affiche)

Dans Libmol, dans "commandes", colorer par chaîne les deux molécules d'Hb. Repérer les chaînes bêta en passant la souris dessus. Repérer leur disposition l'une par rapport à l'autre dans les deux molécules.

BILAN du travail de préparation: Vous avez..

- Saisi les informations dans les différents documents - Effectué toutes les comparaisons demandées sur Geniegen et exploité les résultats - Effectué tous les traitements des molécules demandés sur Libmol et exploité les résultats - Identifié les phénotypes à l’échelle macroscopique, cellulaire et moléculaire d’un individu drépanocytaire en comparaison à celui d’un individu sain - Complété le tableau récapitulatif des échelles du phénotype pour un individu drépanocytaire

Le gène codant pour la protéine β-globine

télécharger sur Ecole directe le fichier "alleles globine.edi" Ouvrir Geniegen Dans "banque de séquences", cliquer sur "charger des séquences" puis sélectionner la séquence chargée depuis ED En utilisant les fonctionnalités du logiciel, comparez les 2 séquences en nucléotides des allèles à l'origine des β-globines présentes dans HbA et HbS -

BILAN lien génotype phénotype : Vous avez..

- Saisi les informations dans les différents documents - Effectué toutes les comparaisons demandées sur Geniegen et exploité les résultats - Effectué tous les traitements des molécules demandés sur Libmol et exploité les résultats - Identifié les phénotypes à l’échelle macroscopique, cellulaire et moléculaire d’un individu drépanocytaire en comparaison à celui d’un individu sain - Complété le tableau récapitulatif des échelles du phénotype pour un individu drépanocytaire - Expliqué la relation entre ces phénotypes - Identifié le génotype (toutes informations concernant les chromosomes, les gènes, les allèles…). d'un individu malade par rapport à un individu sain - Indiqué le lien entre génotype et phénotype

L'influence de l'environnement sur le phénotype

A partir de l'ensemble des documents, justifiez les conseils donnés à Lassana Diarra.

A partir de l'ensemble des documents, identifiez des moyens curatifs et des perspectives

BILAN de l'ensemble du travail : Vous avez..

- Saisi les informations dans les différents documents - Effectué toutes les comparaisons demandées sur Geniegen et exploité les résultats - Effectué tous les traitements des molécules demandés sur Libmol et exploité les résultats - Identifié les phénotypes à l’échelle macroscopique, cellulaire et moléculaire d’un individu drépanocytaire en comparaison à celui d’un individu sain - Complété le tableau récapitulatif des échelles du phénotype pour un individu drépanocytaire - Expliqué la relation entre ces phénotypes - Identifié le génotype (toutes informations concernant les chromosomes, les gènes, les allèles…). d'un individu malade par rapport à un individu sain - Indiqué le lien entre génotype et phénotype - Indiqué l'influence de l'environnement sur le phénotype global

Compléments/ Approfondissements

L’anémie est souvent le premier signe de la maladie. Elle correspond à une baisse anormale du nombre d'hématies (globules rouges) dans le sang. Il en résulte un apport en dioxygène moins régulier aux organes. Elle se traduit par de nombreux symptômes, dont : - une fatigue chronique - une pâleur - un essoufflement

La drépanocytose, ou anémie falciforme, est une maladie génétique qui touche des millions de personnes dans le monde (en Afrique notamment) et des milliers en France. Les personnes atteintes souffrent d’une anémie plus ou moins grave, mais permanente qui se manifeste par une fatigue excessive, des essoufflements, sensation de faiblesse, pâleur, ainsi que de vertiges lors d’un effort, et de maux de tête. Des douleurs abdominales ou dans les membres accompagnent ces symptômes.

La sensibilité aux infections Les infections exacerbent les autres manifestations de la drépanocytose comme l’anémie et les occlusions vasculaires.

La microcirculation désigne la circulation du sang dans les capillaires sanguins. Certains de ces capillaires ont un diamètre inférieur à celui d'une hématie (8 µm). Les hématies en forme de faucille bloquent la circulation au niveau des artères et des vaisseaux ce qui empêche la distribution optimale de l'oxygène dans l'organisme. Ce processus peut se produire dans différentes parties du corps (os, abdomen, rein, cerveau, rétine...). Ces crises dites vaso-occlusives peuvent être très douloureuses.

Les crises vaso-occlusivesCes crises entraînent des douleurs aiguës souvent extrêmement violentes. Elles affectent particulièrement les os, les articulations des bras et des jambes, le dos ou la poitrine.