Quelles sont les raisons de subir une mutation génétique?
Divergence génétique
La divergence génétique est le processus par lequel deux ou plusieurs populations d'une même espèce ancestrale accumulent des changements génétiques indépendants (mutations) à travers le temps, souvent après que les populations sont devenues isolées génétiquement pendant un certain temps. Dans certains cas, des sous-populations vivant dans des environnements périphériques écologiquement distincts peuvent présenter une divergence génétique par rapport au reste d'une population, surtout lorsque l'aire de répartition d'une population est très importante (voir spéciation parapatrique). Les différences génétiques entre les populations divergentes peuvent impliquer des mutations silencieuses (qui n'ont aucun effet sur le phénotype) ou donner lieu à d'importants changements morphologiques et physiologiques. La divergence génétique accompagnera toujours l'isolement reproductif, soit en raison de nouvelles adaptations par sélection naturelle, soit en raison de la dérive génétique, et est le mécanisme principal sous-jacent à la spéciation. Sélection naturelle
La diversité génétique dans une population d'individus a pour origine des modifications de l'information génétique dans l'ADN des cellules. Il s'agit : premièrement, de mutations ponctuelles dans la séquence d'ADN des gènes, ou de mutations plus importantes comme des réarrangements chromosomiques ; deuxièmement, de recombinaisons génétiques qui se produisent lors des transferts d'ADN des bactéries et lors de la reproduction sexuée des eucaryotes. On peut ajouter aux modifications du génome citées plus haut, une autre source de diversité génétique, soient les migrations par lesquelles le stock génétique dans une population donnée se voit renouvelé par l'arrivée d'autres membres de l'espèce porteuse d'un ensemble génétique différent.
Mutation (génétique)
Il peut s'agir aussi d'une perte ou d'un gain de chromosomes: trisomie, monosomie, aneuploïdie. Plectine
Une mutation du gène codant la plectine peut être cause de plusieurs maladies appelées « plectinopathies » dont une épidermolyse bulleuse (lésions de la peau apparaissant dès la naissance, plaies ne cicatrisant pas, éventuellement suivies d'un déficit musculaire dit dystrophie musculaire. D'autres mutations augmentent le risque de survenue de troubles du rythme cardiaque à type de fibrillation atriale. Mutagénèse
La mutagénèse, ou mutagenèse, est le processus d'apparition d'une mutation. Il peut être naturel ou artificiel (par exposition de l'ADN à un « agent mutagène »). Dans la nature, ce processus peut être à l'origine du cancer, de maladies héréditaires ou d'innovations évolutives, et est le principal responsable de la biodiversité des espèces. Charlotte Auerbach, J. M. Robson et Hermann Joseph Muller contribuent à la découverte et au développement de la mutagénèse comme génie génétique. Mutation (génétique)
Une partie des maladies (maladies génétiques) ou certains avortements sont liés à des mutations délétères ou mortelles du patrimoine génétique. Le taux de mutation de l'espèce humaine est mal connu. Des mutations naturelles et/ou dues à l'exposition à des produits mutagènes d'origine anthropique concernent aussi l'espèce humaine ; L'exposition à certains produits radioactifs (contexte d'essais nucléaires, d'accidents) et à divers produits chimiques mutagènes pourrait avoir augmenté le taux de mutation au sein de l'espèce. Il a fait l'objet de quelques évaluations, dont récemment par la mesure de l'autozygotie d'une population d'Huttériens généalogiquement bien connue afin d'estimer, au sein de cette population, le taux de mutation de séquences génétiques humaines sur plusieurs générations. Le séquençage de génomes entiers de 5 trios constitués chacun de deux parents et d'un enfant a permis d'identifier 44 segments concernés par l'autozygosité. Sur cette base et à partir du polymorphisme nucléotidique les chercheurs ont obtenu un taux de mutation « SNV ("single-nucleotide variants") » de 1,20 × 10 mutations par paire de base et par génération. Le taux de mutation pour les bases au sein des dinucléotide CpG (9,72 × 10) était de 9,5 fois supérieur à celui des bases non CpG, et ces mutations sont à 85 % d'origine paternelle. La distribution non uniforme des mutations évoque des "" ou l'existence d'autres sites de conversion génique à long terme. Remodelage du patron de développement
Tous les types de remodelage n'ont pas forcément la même probabilité de changer la direction de l'évolution. Les biais de développement et la sélection naturelle sont les principaux facteurs susceptibles d'influencer l'importance et la fréquence de ces différents mécanismes dans l'évolution. Par exemple, les mutations affectant les régions régulatrices des gènes sont plus fréquentes dans l'évolution que les mutations influençant les régions codantes. En effet les mutations sur les régions régulatrices n'affectent qu'une des fonctions d'un gène (changement de régulation) et non pas la totalité de ses fonctions (altération de la protéine synthétisée), elle a donc plus de chance d'être avantageuse. Mutation (génétique)
Cependant, la mise en évidence de l’ADN comme support chimique de l’information génétique et la possibilité d’accéder à la connaissance précise de la séquence des nucléotides qui caractérise chaque chromosome a conduit à proposer une nouvelle définition : tout changement affectant la séquence des nucléotides est une mutation. Génétique quantitative
Effets des mutations : Les mutations constituent la force opposée qui contrebalance les effets de réduction de l'épaisseur de l'ellipse causés par la sélection et par la dérive génétique. Les mutations ont tendance à élargir la taille de l'ellipse. Causes de la transidentité
Ce dont les recherches récentes ne sont pas certaines c'est si la variation génétique explique "l'explosion massive" de personnes homosexuelles et trans que nous avons pu voir ces derniers temps. , mais explique-t-elle de manière satisfaisante l'ensemble du phénomène? L'évaluation des variables qui pourraient modifier ledit environnement hormonal semble être un point de départ raisonnable pour tenter de répondre à cette question. Amarrage macromoleculaire
Dans le cadre des interactions protéine-protéine d'autres motivations apparaissent. Tout d'abord, les maladies génétiques (par ex. la mucoviscidose) sont causées par des protéines mal pliées ou ayant muté. On cherche donc à déterminer les interactions protéine-protéine anormales déclenchés par une mutation. Ensuite, on peut envisager à l'avenir, la création de protéines afin qu'elles effectuent des fonctions biologiques. Pour cette tâche, la compréhension de leurs interactions est essentielle. Tremblement essentiel
Plusieurs cas semblent familiaux. Environ la moitié des cas sont causés par une mutation génétique et le mécanisme de succession est cohérent avec un modèle de transmission autosomal dominant. Une liaison génétique a été établie pour plusieurs régions chromosomiques. Un variant du gène "LINGO1" est corrélé avec une augmentation du risque du syndrome et sur les récepteurs GABA. Des mutations à HAPT1 sont liées au tremblement essentiel aussi bien qu'à la maladie de Parkinson, à atrophie multisystématisée ainsi qu'à la paralysie supranucléaire progressive. Causes de la transidentité
Dans des modèles animaux, il a été démontré que des changements dans l'environnement endocrinien du développement de l'utérus aux stades clés de la gestation provoquent des altérations à vie du SDN-POA et provoquent également des altérations significatives de la préférence sexuelle du partenaire chez lesdits animaux Cela conduirait à conclure que l'étiologie de la transsexualité neuroendocrinologique (et du développement subséquent) est liée à des altérations de l'environnement sexuel et hormonal de l'utérus de la mère. Coadaptation
La coadaptation est un facteur de la modification génétique des populations. Ces modifications génétiques sont décelables par la présence de déséquilibres de liaisons. On appelle déséquilibre de liaison toute mutation qui apparaîtrait fréquemment sur une certaine séquence qui se caractérise déjà par d'autres mutations précises. Ce qui distingue une association de mutation dites « déséquilibrée » d’une autre est la fréquence à laquelle le phénomène se produit . Si deux allèles, correspondant à deux loci distincts d’un même chromosome, sont plus fréquemment associés dans une population que ne le voudrait le hasard alors on parle de déséquilibre de liaison (DL). Les deux mutations toujours associées sur une même séquence sont des combinaisons d'allèles appelées « haplotypes ». Ces haplotypes vont être révélateur de la présence d’un gène favorisé par la sélection et donc de phénomènes de coadaptation. Diversité génétique
La diversité génétique est l'un des moyens pour les populations d'organismes vivants de s'adapter à des environnements changeants. Avec plus de variations, la probabilité que certains individus au sein d'une population possèdent des variations d'allèles plus adaptées à l'environnement augmente. Ces individus sont plus susceptibles de survivre et produire une progéniture porteuse de cet allèle "favorisant", que ce soit dans des systèmes symbiotiques, ou en évoluant de manière parallèle dans des niches écologiques différentes ou identiques (en concurrence dans ce dernier cas) ou dans des systèmes de type prédateur-proie. La variation génétique s'exprime par les fréquences relatives de ces différents allèles. Migration animale
Cependant, la migration est à l’origine de flux de gènes. Ces flux de gènes peuvent modifier l'adaptabilité de certains individus d’une population à leur environnement et par ce biais, diminuer leur fitness. Ces modifications génétiques peuvent être à l’origine d’une modification des comportements de migration afin de trouver un autre habitat dont les conditions environnementales sont compatibles avec leur nouveaux phénotypes. Allèle
Le gène est constitué d'une séquence de nucléotides, fragments unitaires de l'ADN. Cette séquence peut être modifiée d'une manière naturelle et (surtout) aléatoire au niveau d'un ou plusieurs nucléotides, on parle de mutation. Une mutation introduit une variation par rapport à la séquence de départ : la séquence modifiée est un allèle du gène de départ. Causes de la transidentité
Une variante du génotype d'un gène appelé CYP17, qui agit sur les hormones sexuelles prégnénolone et progestérone, est en lien avec la transidentité female-to-male (FtM), mais pas avec la transidentité male-to-female (MtF). Plus particulièrement, les sujets FtM avaient non seulement la variante génotypique, mais aussi une distribution d'allèles équivalente aux sujets masculins cisgenres contrôles, contrairement aux témoins femmes cisgenres. Le document conclut que la perte d'un allèle spécifiquement associé aux femmes CYP17 T -34C, est associée à la transidentité FtM. Robustesse (évolution)
Comme les organismes sont constamment exposés aux perturbations génétiques et non génétiques, la robustesse est importante pour assurer la stabilité des phénotypes. De plus, sous l'équilibre de sélection de mutations, la robustesse mutationnelle peut permettre à une variation génétique cryptique de s'accumuler dans une population. Alors que ces différences génétiques sont phénotypiquement neutres dans un environnement stable, elles peuvent se révéler conférer des différences dans un environnement changeant (notion de capacité évolutive), permettant ainsi l'expression d'un plus grand nombre de phénotypes héritables dans des populations exposées à un environnement variable. Insularisation écologique
La perte de diversité génétique intrapopulationnelle en est une des raisons, de même que la divergence génétique importante induite par la dérive génétique et pression sélective différente ou atténuée Peau humaine
Ceci est du aux mutations génétiques issues d'erreurs de duplication de l', ou accumulée, à la suite notamment de l'exposition aux UV solaires, à des polluants, aliments et produits cancérigènes (fumées…) qui induisent dans certaines cellules des mutations, ensuite transmissibles aux cellules filles. Évolution en réponse aux changements climatiques
Ceux-ci ont été sélectionnés par le processus de sélection naturelle qui génère de la microévolution. Ces changements génétiques correspondent à des variations de fréquences alléliques au sein des populations. Certains individus possèdent des gènes leur permettant de répondre au mieux aux contraintes environnementales ce qui leur confère une meilleure valeur adaptative ou fitness que leurs congénères. Par exemple dans le contexte du réchauffement climatique, les individus ayant un génotype qui offre une meilleure tolérance à la température seront favorisés par rapport à ceux qui ne possèdent pas ces caractéristiques génétiques. Mutation (génétique)
Au niveau des populations, la croissance n'est pas un problème pour la mutation, elle aide les populations, bien au contraire... La persistance dépend en général du maintien de l’information génétique. Pour ce faire, les organismes essayent de réduire le taux de mutation et limiter les mutations délétères. Cependant, l'adaptation à de nouvelles situations nécessite un certain niveau de variation génétique pour fournir de rares mutations bénéfiques. Le nombre de mutations générées dans une population est déterminé par la taille de celle-ci ainsi que le taux de mutation des organismes qui la composent. Par conséquent, pour toute taille de population viable donnée, un organisme devrait développer un taux de mutation qui optimise l'équilibre entre les mutations délétères communes et des mutations plus rares qui augmentent la fitness (chances de survie) à long terme. Le rapport optimal des coûts aux bénéfices devrait changer avec les circonstances et les habitudes de vie. Un taux de mutation élevé pourrait être plus coûteux pour un organisme bien adapté dans un environnement constant que pour un organisme mal adapté dans un environnement très variable. Explosion cambrienne
Cependant, pour pouvoir observer un tel changement dans le plan organisationnel, c'est qu'il y a nécessairement un changement dans un ou plusieurs gènes qui est en cause. Dans le cas de la symétrie bilatérale, il s'agit probablement d'un cas de duplication génique. La duplication génique est un mécanisme de duplication d'un gène suivi d'une divergence. Tout d'abord, la duplication d'un gène se produit lorsqu'il y a un crossing-over inégal entre les deux chromosomes. Ainsi, deux copies du même gène se retrouvent sur le même chromosome. Si cet échange n'est pas létal pour l'organisme, ce nouvel arrangement sera celui qui sera transmis aux autres générations. De plus, le fait de posséder deux copies du même gène sur le même chromosome rend l'évolution d'un nouveau trait plus facile. En effet, la première copie du gène servant à la fonction prévue pour ce gène, la deuxième copie est libre de développer des mutations et d'ainsi adopter une nouvelle fonction après plusieurs millions d'années de dérive et de mutations. Causes de la transidentité
Les variantes identifiées par les chercheurs peuvent signifier que chez les hommes natals (personnes dont le sexe de naissance est un homme), cette exposition critique aux œstrogènes ne se produit pas ou que la voie est modifiée de sorte que le cerveau ne se masculinise pas. Chez les femelles natales, cela peut signifier que l'exposition aux œstrogènes se produit alors qu'elle ne le ferait pas normalement, entraînant une masculinisation. Glissement génétique
Une mutation brutale dite cassure antigénique ou shift, peut également survenir, généralement par échanges de segments entiers de gènes entre un ou plusieurs sous-types viraux présents dans le même organisme (humain ou animal).Si cette mutation produit une forme suffisamment nouvelle de la protéine Ha et/ou de la protéine Na suffisamment différente de celles des virus communs, le sous-type viral doit être renommé responsable de pandémies. Gène soumis à empreinte
L'empreinte parentale est due à des marques épigénétiques, c'est-à-dire des modifications chimiques de l'ADN qui n'affectent pas la séquence codante. Ces modifications sont cependant héritables et peuvent altérer le niveau d'expression de l'information génétique. Parmi ces modifications on trouve la méthylation de l'ADN, la modification des histones (méthylation ou acétylation) et le positionnement des nucléosomes. Les principales marques épigénétiques impliquées dans l'empreinte génétique chez la souris semblent être des méthylations au niveau des îlots CpG (lorsque des nucléotides cytosine et guanine sont adjacents dans la séquence codante), c'est-à-dire l'ajout d'un groupement méthyle (CH) au niveau d'une cytosine. Les enzymes impliquées dans la méthylation, la déméthylation et la maintenance des méthylations et donc dans le phénomène d'empreinte ont aujourd'hui été identifiées et font partie de la famille des DNA-méthyltransférases (DNMT). Évolution des taux de mutation
De nombreux processus sont impliqués dans l'évolution ; nous avons la mutation, l'étranglement génétique, les brassages génétiques, la dérive aléatoire, la sélection naturelle : stabilisante, directionnelle ou diversifiante, la sélection sexuelle, la migration... Maladie génétique
Une maladie génétique est une maladie due à une ou plusieurs anomalies sur un ou plusieurs chromosomes qui entraînent un défaut de fonctionnement de certaines cellules de l'organisme. Ces cellules fabriquent des protéines. L'activité et la structure de chaque protéine est déterminée par l'information génétique contenue dans un gène. Si le gène est altéré, il entraîne la cellule dans un dysfonctionnement, qui peut se révéler, à tout âge de la vie, avec l'expression d'une maladie. Transmission mitochondriale
Certaines maladies génétiques sont dues à des mutations de l'ADN mitochondrial. Citons notamment : Théorie synthétique de l'évolution
L'environnement « encadre » ces mutations par le biais d'un phénomène appelé sélection naturelle : un gène présentant un avantage pour une espèce dans un environnement donné, permettant à ses représentants d'atteindre le mieux possible la maturité sexuelle, se répand chez les individus d'une même espèce, a contrario s'il est néfaste, il disparait. L'individu lui-même disparaît seulement et interrompt cette transmission si le gène muté est responsable d'une fonction vitale significativement atteinte. Quant aux gènes neutres, ils se répandent de façon aléatoire mais peuvent permettre de suivre l'évolution (mutation de gènes homéotiques). C'est donc l'environnement qui décide de l'évolution des espèces, celles-ci évoluant pour être toujours plus adaptées à celui-ci. Donc le caractère aléatoire des mutations de l'ADN est compensé par la sélection environnementale. Évolvabilité
Selon la théorie de la sélection naturelle, le bagage génétique d’un individu se transmet d’une génération à une autre. Ce bagage subit de légères modifications aléatoires qui sont différentes d'un individu à l'autre. Ceux qui ont une meilleure valeur sélective auront une plus grande descendance, et leurs gènes seront donc plus largement répandus dans leurs populations. L'idée que ces mutations aléatoires sont une source de variation au sein des populations, et plus largement des espèces, est largement acceptée au sein de la communauté scientifique. Cependant, les mutations sont le plus souvent néfastes pour les individus qui les portent. Très peu des mutations sont neutres et encore moins sont bénéfiques pour les organismes. Nous observons pourtant dans le monde une grande diversité souvent avantageuse et adaptée à l'habitat de l'individu, autant au niveau des individus que des populations ou des espèces. Code génétique
Si la grande majorité des mutations qui ont un impact sur la séquence des protéines sont délétères ou sans conséquences, certaines peuvent avoir des effets bénéfiques . Certaines de ces mutations peuvent par exemple permettre aux organismes chez lesquels elles surviennent de supporter des conditions de stress environnemental mieux que la forme sauvage, ou de se multiplier plus rapidement. Ces mutations se trouvent alors favorisées par sélection naturelle. Les virus à ARN présentent un taux de mutation élevé , ce qui constitue pour eux un avantage leur permettant d'évoluer continuellement et de se soustraire au système immunitaire de leur hôte . Au sein de grandes populations d'organismes qui se reproduisent de façon asexuée, par exemple chez "", plusieurs mutations bénéfiques peuvent survenir en même temps ; ce phénomène est appelé interférence clonale et se manifeste par la compétition entre ces différentes mutations , conduisant souvent à la généralisation de l'une d'elles au détriment des autres. Génétique des populations
Des mutations, l'effet fondateur, la dérive génétique et les pressions de sélection variables sont à la source de l'évolution. Elles conduisent à des différences génétiques entre populations de plus en plus importantes, différences desquelles peut résulter la spéciation. Mutation de novo
Le risque de récidive pour un prochain enfant du couple est théoriquement très faible. Par contre, l’individu atteint a lui-même 50 % de risques de transmettre la mutation.La mutation est survenue dans une cellule germinale qui a donné naissance à plusieurs gamètes. Connue pour l’achondroplasie, la pseudo achondroplasie, le syndrome d’Apert, la sclérose tubéreuse de Bourneville (2 %). Situation rare, imprévisible. Code génétique
Lors de la réplication de l'ADN, des erreurs de transcription sont susceptibles de se produire lors de la polymérisation du second brin d'ADN par l'ADN polymérase. Ces erreurs, appelées mutations, peuvent avoir des conséquences sur le phénotype d'un être vivant, notamment si elles surviennent dans les régions codantes d'un gène. Le taux d'erreur est généralement très faible, de l'ordre d'une erreur de réplication sur dix à cent millions de bases répliquées, grâce à la fonction de relecture et correction d'épreuve ("") des ADN polymérases . Famille multigénique
Les changements entre ces gènes sont dus à des mutations ponctuelles dérivées d'un gène ancestral commun. Dans ce cas, ces mutations sont appelées substitutions. Ainsi, ces trois gènes font partie de la même famille multigénique. Malformation
Les causes d'anomalie du développement sont multiples : éléments ou composés toxiques de l'environnement (tératogènes, mutagènes), radioactivité, fumée du tabac, alcool, drogues, certains médicaments ou encore des causes génétiques (héréditaires ou dues à des mutations spontanées). Par exemple les malformations génitales sont souvent dues à l'action d'un perturbateur endocrinien à une étape clé du développement des organes génitaux chez le fœtus. Ces facteurs sont appelés facteurs tératogènes. Richard Goldschmidt
Sa théorie, de la macroévolution par « mutations systémiques » (mutations qui produiraient un réarrangement global du génome en raison de l'interdépendance entre les gènes) et mutations sur les gènes responsables du développement a été mise de côté, à la suite de la découverte de la structure de l'ADN et la démonstration subséquente que la variation allélique constitue la cause des différences génétiques et phénotypiques, qui sont observées entre organismes. Certains auteurs s'appuient sur de récentes démonstrations d'hérédité épigénétique, chez des organismes supérieurs, pour redonner vie aux théories de l'hérédité lamarckienne et de la macroévolution par « mutations systémiques ». Gène essentiel
Des expériences de knock-out ne sont pas réalisables (d'un point de vue éthique) chez les humains. Néanmoins, des mutations naturelles ont permis d'identifier des mutations conduisant à une mort embryonnaire précoce ou tardive. Il est à noter que beaucoup de gènes humains ne sont pas absolument essentiels pour la survie mais peuvent causer des maladies graves lorsqu'ils sont mutés. De telles mutations sont cataloguées dans la base de données OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man, ou Héritage mendélien chez l'Homme en français). Dans leur analyse informatique de variations génétiques et de mutations chez 2 472 orthologues humains de gènes essentiels chez la souris, Georgi et ses collaborateurs ont sélectionné une population de gènes forte et purifiée avec des niveaux de variation de séquence comparativement réduits, indiquant que ces gènes humains sont également essentiels. Mutation (génétique)
Ces mutations évoluent d'une génération à l'autre, elles correspondent à des répétitions importantes de certains triplets au niveau de l'ADN (CAG et GGG). Elles sont rencontrées dans certaines maladies génétiques (Syndrome de l'X fragile, dystrophie myotonique de Steinert, chorée de Huntington).Chez les animaux pluricellulaires, les mutations de la lignée germinale peuvent être transmises à la descendance, contrairement aux mutations somatiques. Évolution des taux de mutation
L'horloge moléculaire normale présente malgré tout des facteurs qui limitent son utilisation. Tout d'abord des erreurs de calibrage, car la découverte du plus vieux fossile d’un groupe taxonomique n’est jamais garantie ; le nombre limité d'espèces et de gènes pouvant entraîner une erreur stochastique ; le temps de génération différent et l’existence d’hétérogénéités du taux d’évolution entre lignées, soit par des différences entre espèces, soit par un problème de saturation car pour de longues échelles de temps, plusieurs mutations peuvent avoir eu lieu sur un nucléotide : de nombreux sites ont donc subi plusieurs changements mais il n'est possible de détecter que le dernier. Robustesse (évolution)
La tolérance d'une mutation au niveau d'une protéine est le résultat de deux caractéristiques principales : la structure du code génétique et la robustesse structurelle de cette protéine. Les protéines résistent à la plupart des mutations parce que la plupart de leurs séquences peuvent se replier pour obtenir des conformations structurelles fortement similaires. Une protéine adopte un ensemble limité de conformations de base parce que ces formes possèdent une énergie plus faible qu'à l'état déplié ou semi-replié (voir les ΔG de repliement). Cela est accompli par un réseau interne décentralisé d'interactions coopératives (hydrophobes, polaires et covalentes). La robustesse structurelle protéique résulte de quelques mutations individuelles qui sont suffisamment perturbatrices pour compromettre la fonction de la protéine. Les protéines ont également évolué afin d'éviter l'agrégation, qui correspond au fait que les protéines partiellement repliées peuvent se combiner entre elles pour former des masses et des amyloïdes de grande taille, répétées et insolubles. Il existe des preuves montrant que les protéines présentent des caractéristiques de conception négatives afin de réduire l'exposition aux motifs en feuillets bêta qui favorisent l'agrégation au sein de leurs structures. De plus, des preuves complémentaires montrent que le code génétique en lui-même peut être optimisé de telle façon que la majorité des mutations ponctuelles résultent en des acides aminés similaires (conservatifs). Ces facteurs pris ensemble créent une distribution des effets sur la fitness due aux mutations, qui contiennent une forte proportion de mutations neutres et quasi-neutres. Projet 1000 Genomes
On pense que la plupart des désordres génétiques et des maladies mendéliennes (sauf les maladies d'apparition tardive où on présume que les individus trop âgés ne contribuent plus à de nouvelles naissances) auront un effet sur la survie et/ou la reproduction, ainsi, les facteurs génétiques sous-tendant ces maladies devraient être influencées par la sélection naturelle. La maladie de Gaucher (mutations dans le gène "GBA"), la maladie de Crohn (mutation de "NOD2") et la cardiomyopathie hypertrophique familial (mutations dans "CMH1", "CMH2", "CMH3" et "CMH4") sont tous des exemples de sélection négative. Ces mutations cause de maladies sont d'abord récessives et se raréfient comme attendu à une fréquence faible, supportant l'hypothèse de la sélection négative. Peu de cas ont été rapportés où des mutations cause de maladies apparaissent avec une fréquence élevée supportée par la sélection balancée. L'exemple le plus notable est pour les mutations du locus "G6PD" où, si déficience par homozygotie de l'enzyme G6PD et en conséquence le résultat est la drépanocytose, mais les hétérozygotes sont partiellement protégés contre la malaria. D'autres explications possibles pour la raréfaction des allèles entraînant des maladies à des fréquences modérées ou élevées incluent la dérive génétique et des altérations récentes entraînant une sélection positive causée par des changements environnementaux telles que des diètes ou un « auto-stop génétique » quand le gène responsable accompagne des gènes voisins et favorables dans la reproduction. Épigénétique
Le cancer est une prolifération de cellules toutes issues d'un même clone qui a acquis certaines caractéristiques lui permettant une résistance accrue et une capacité à se diviser indéfiniment. On peut donc l'envisager sous l'angle d'une maladie de l'expression des gènes. En effet, les mutations spontanées des gènes sont plutôt rares, les cellules humaines en culture présentent un taux de mutations spontanées de 2 × 10 mutations par gène par division cellulaire et l'on considère ainsi que d'autres mécanismes sont en cause pour expliquer l'apparition des cancers. Biologie dans la science-fiction
La mutation est un thème courant des auteurs de science fiction. Elle n'a pas une action limitée à un seul caractère ponctuel, mais implique souvent un changement drastique de l'apparence entière de l'individu qui la subit. Elle n'est souvent pas associée à la notion de cancérisation, comme dans le cas des mutations intervenant dans la réalité. Dans la fiction, la barrière des espèces semble être plus perméable que dans la réalité, ou alors elle ne s'applique pas dû au fait de l'origine extra-terrestre des ADN impliqués, ce qui permet l'hybridation. Hypothèse de la reine rouge
Si la sélection naturelle tend à favoriser l'uniformité d'une espèce, l'effet des mutations génétiques est au contraire d'introduire des variations aléatoires. On estime que chez l'homme, il se produit de une à trois mutations par génération. Mais ce n'est que très rarement, lorsqu'une variation des conditions environnementales fait que le génotype moyen de la population ne coïncide plus avec l'optimum, que la mutation d'un gène peut produire une mutation accidentellement bénéfique du phénotype. Mutation (génétique)
Plusieurs types de mutations peuvent perturber la présentation des molécules du CMHI. Des mutations au niveau des régions flanquantes des épi-topes vont interférer avec la capacité de clivage des protéines virales par le protéasome ou avec la capacité de transport intracellulaire. De la même façon, des mutations survenant dans les épi-topes eux-mêmes diminuent la réponse cytotoxique spécifique par les CTL. Si ces mutations concernent les résidus d’ancrage, elles sont susceptibles d’entraîner une inhibition complète de la liaison du peptide avec les molécules du CMHI. Causes de la transidentité
Bien que le développement cérébral spécifique au sexe n'ait pas été évalué de manière approfondie chez les humains, comme chez les animaux, les effets se manifestent généralement le plus au moment de la puberté, un moment où les hormones sexuelles augmentent naturellement, lorsque la conscience générale de notre sexualité commence vraiment à s'éveiller et quand L'état complexe de la dysphorie de genre peut devenir plus facile à exprimer pour les adolescents, selon les enquêteurs. Layman note que de nombreuses personnes rapporteront ressentir des sentiments incongrus de genre dès l'âge de 5 ans. Theisen note que nous sommes tous pleins de variantes génétiques, y compris celles qui nous donnent les yeux bleu plutôt que brun ou vert, la majorité ne cause pas de maladie mais aide à faire de nous des individus. Les personnes trans ne sont pas malades mais font partie de la variété génétique que propose l'embryogenèse humaine, avec sélection et hasard génétique. "Je pense que le genre est aussi unique et aussi varié que tous les autres traits que nous avons", dit Theisen Épigenèse (biologie)
Le terme « épigénétique » définit « les mécanismes moléculaires qui modulent l'ADN indépendamment des altérations de la séquence d'ADN ou de la régulation de l'expression génique exercée par des voies d'interactions entre des protéines et/ou des ARN produisant des résultats phénotypiques ». En effet, le génome est influencé tout autant par les conditions environnementales que par le programme de développement standard d'un organisme. Le génome peut intégrer les changements environnementaux, mais ce signal de l'extérieur modifie le phénotype d'un organisme par la régulation de l'expression génique sans changer la séquence d'ADN du génome. Remodelage du patron de développement
La mutation est sans doute la cause principale du remodelage. Définie comme l'ensemble des processus aboutissant à une modification de la séquence d'ADN d'un organisme, son impact dans l'évolution et tout particulièrement dans le remodelage peut être totalement différent selon sa taille (mutation ponctuelle, de centaines de paires de base ou de millier de paires de base), son type et surtout sa localisation. Pour entraîner une modification dans le patron de développement, elle doit tout d'abord affecter un gène de développement. Pour avoir un impact dans l'évolution, elle doit être héréditaire, donc être portée sur les cellules germinales, et doit également affecter la fitness de l'organisme porteur de cette mutation. Létalité synthétique
Des modifications épigénétiques ou des mutations dans les gènes du système DDR ont de fortes chances d'être la source d'une instabilité génétique caractéristique des cancers. Alors qu'une mutation ou un événement épigénétique dans un gène DDR, en tant que tel, ne conférerait pas d'avantage sélectif, un tel défaut de réparation pourrait être emporté comme une mutation "passagère" dans une cellule lorsque celle-ci acquiert une mutation/épimutation supplémentaire qui apporte un avantage pour la prolifération. De telles cellules, avec à la fois des avantages prolifératifs et un ou plusieurs défauts de réparation de l'ADN (qui causent un taux de mutation très important), ont tendance à donner naissance aux à mutations génomiques fréquemment observées dans les cancers. Ainsi, un défaut dans un gène DDR aura beaucoup de chances d'être présent dans les cancers (voir par exemple les fréquences des épimutations dans les gènes de réparation de l'ADN dans les cancers). La létalité synthétique avec un défaut identifié dans la réparation de l'ADN dans un cancer pourrait ainsi constituer une méthode fréquente efficace dans l'attaque thérapeutique du cancer. Auto-stop génétique
Si l’on imagine le cas d’un allèle mutateur fictif (M) qui entraînerait une augmentation des mutations alentour, avec (A) un allèle fixé, alors la présence de (M) pourrait engendrer la mutation de (A) en (A*), un allèle plus avantageux pour la sélection naturelle. L’individu porteur de ce chromosome modifié aura ainsi plus de chances de se reproduire et donc de transmettre son allèle (A*) modifié qui se répandra plus vite et augmentera sa fréquence d’apparition. De par sa proximité avec (A*), la fréquence de (M) augmentera de la même façon. Il est important de noter que cet auto-stop ne fonctionne que sur des allèles très proches : la recombinaison génétique ayant plus de chances de séparer (M) de (A*) quand la distance qui les sépare s’agrandit. Il en découle que les espèces asexuées sont plus avantagées par l’auto-stop du fait d’un brassage génétique moins important. Assimilation génétique
Lors de perturbations environnementales, il est avantageux pour une population d’avoir un large éventail de variations phénotypiques afin d’avoir plus de chance qu’un ou plusieurs de ces phénotypes survivent à ces changements environnementaux, et ainsi de réduire les risques d’extinction. Il est donc bénéfique pour une espèce d’avoir la capacité de répondre à un stress environnemental (concept de sensibilité). Les perturbations environnementales imposent une sélection directionnelle par une forte pression de sélection. De façon générale, les nouveautés évolutives apparaissent en raison d’une perturbation environnementale, car celle-ci donne l’occasion de propager ce nouveau trait s’il est avantageux. Causes de l'autisme
Les études épidémiologiques suggèrent que la période périconceptionnelle (y compris pour le père chez lequel des anomalies de méthylation de l'ADN des spermatozoïdes ont été associés à un risque accru de TSA pour l'enfant) et le temps du début de la vie fœtale sont les plus vulnérables aux facteurs environnementaux influençant le risque de TSA, et souvent via des modifications épigénétiques.  Ces modifications épigénétiques apparaissent sur l'ADN ou la chromatine qui vont les transmettre à une lignée cellulaire et généralement à la descendance. Ces modifications sont (éventuellement en amont, chez le père et/ou la mère) des réponses à des facteurs environnementaux : sociaux, nutritionnels et toxicologiques tels que la pollution de l'air, des toxiques alimentaires, des carences alimentaires, des perturbateurs endocriniens (qui pourraient expliquer qu'il y ait plus de garçons atteint que de filles), une infection... par exemple). La méthylation de l'ADN se produit de manière très variée tout au long de la vie en n'affectant parfois qu'un type de cellule (neurones cérébraux par exemple). Et on sait maintenant que . Mutation neutre
Grâce au développement de technologies permettant une meilleure analyse de données génomiques, la recherche se poursuit dans ce domaine. Alors que la sélection naturelle peut encourager l'adaptation à un environnement qui change, la mutation neutre peut pousser à la divergence des espèces due à une dérive génétique quasiment aléatoire. Génotype
L'existence de plusieurs allèles d'un même gène est le fruit de mutations. Un gène code un produit (ARN ou protéine) qui a une fonction dans l'organisme. La séquence de ce gène n'est pas contrainte pour toutes les bases qui la composent, aussi certaines mutations dites "silencieuses" peuvent survenir sans provoquer d'altérations du fonctionnement du produit de ce gène. L'allèle ainsi créé (il est bien différent de l'allèle duquel il dérive, c'est donc un nouvel allèle) se propage dans la population par un mécanisme nommé dérive génétique. Parfois cette mutation rend le produit du gène plus efficace, ce qui confère un avantage sélectif à l'organisme qui porte cet allèle. S'il est avantagé par rapport aux autres membres de la population, il aura tendance à survivre plus longtemps, et donc à transmettre plus ses gènes : il y a donc sélection positive de cet allèle, et il se propage dans la population plus rapidement que par dérive génétique. Et en dernier lieu, cette mutation peut être délétère pour le fonctionnement du produit du gène, et est généralement contre-sélectionnée si son effet s'exprime, et nuit à l'organisme. En revanche, si cette mutation inactive l'allèle, le second allèle fonctionnel peut suffire à conserver un phénotype normal. Cette mutation est appelée récessive, car elle n'a pas d'incidence sur le phénotype à l'état hétérozygote. Elle peut donc se propager par dérive génétique. Cependant, quand deux individus porteurs de cet allèle délétère se reproduisent, ils peuvent tous les deux donner l'allèle muté (1 chance sur 4), ce qui provoquera un phénotype malade chez l'enfant. Mutagène
En biologie, un mutagène (du latin, littéralement "origine de changement") est un agent qui change le génome (en général l'ADN) d'un organisme et élève ainsi le nombre de mutations génétiques au-dessus du taux naturel d'arrière-plan. Variabilité génétique
La variabilité génétique est soit la présence, soit la génération de différences génétiques. Elle est définie comme « la formation d'individus de génotype différent, ou la présence d'individus génotypiquement différents, contrairement aux différences induites par l'environnement qui, en règle générale, ne provoquent que des changements temporaires et non héréditaires du phénotype ». La variabilité génétique d'une population est importante pour la biodiversité . Mutagénèse
Les mutagènes induisent l'apparition de mutations par 3 mécanismes différents au moins. Ils peuvent remplacer, modifier ou endommager des parties de la séquence d'ADN. Lors de la délétion, une partie du séquence d'ADN est perdue ou supprimée. Lorsque le nombre de bases ajoutées ou supprimées n'est pas multiple de 3, un changement du cadre de lecture de la séquence d'ADN est provoqué. Sélection sexuelle
Comme souligné précédemment, la sélection sexuelle a pour origine une pression sélective poussant à choisir comme partenaire de copulation l'individu qui paraît le mieux adapté —c'est-à-dire le moins dégénéré par des mutations néfastes—, afin de maximiser la probabilité de succès reproductif de sa propre descendance. Généralement les mutations sont récessives, mais la dominance de la version saine est souvent incomplète, et la présence d'une mutation peut transparaître dans de légères différences somatiques ou comportementales. Un examen attentif de la conformité somatique et comportementale permet donc de se faire une opinion de la conformité du génotype à son optimum. Mais un examen complet est complexe, et donc coûteux. Médecine personnalisée
Par exemple, BRCA1 et BRCA2 sont des gènes impliqués dans la réparation des dommages de l’ADN. Les personnes qui héritent de variants nocifs de l'un de ces gènes ont un risque accru de développer un cancer, comme le cancer du sein et des ovaires. Si l'un des parents est porteur de cette mutation, l'enfant a 50% de risques d'hériter de la mutation. Si un individu souhaite se faire tester et découvre qu’il est porteur d’une mutation, le communiquer à la famille permettrait de réduire les risques d’un diagnostic tardif d’un cancer puisqu’un suivi médical serait assuré, mais cela ne respecterait pas leur droit de ne pas savoir, et pourrait aussi faire naître de l’inquiétude chez des patients qui pourraient ne jamais développer de cancer. Mutation (génétique)
La mutation se définit traditionnellement comme une modification de l’information génétique, décelable par un changement brusque et d’emblée héréditaire intervenant au niveau d’un ou plusieurs caractères. Évolution des taux de mutation
Le taux de mutation en lui-même est considéré comme un trait qui est sujet à la sélection, sa valeur étant variable selon les espèces. Le taux de mutation est affecté par la sélection naturelle car il est le résultat d'une fixation ou non de cette mutation. Si la mutation confère un avantage à l'individu la mutation sera sélectionnée, à l'inverse si elle est délétère elle sera éliminée. L'effet de la pression de sélection tend à réduire le taux de mutation au sein du génome. Théorie synthétique de l'évolution
L'argument principal est que la plupart des mutations ne sont pas adaptatives. Une énorme partie des mutations est neutre, ne procurant ni avantage ni handicap, et une autre partie importante est handicapante. Les mutations procurant un avantage sont quasiment inexistantes. Ce point est l'argument fort de la théorie neutraliste qui veut que le hasard ou la dérive génétique soit presque l'unique clé de l'évolution. La sélection naturelle ne jouerait qu'un rôle marginal selon la théorie neutraliste. Transdifférenciation
Ce phénomène peut être causé par plusieurs facteurs. Il est possible qu’il y ait eu tout simplement une mutation dans les gènes homéotiques. Cependant, il est aussi probable que l’environnement de la cellule ait une influence sur celles qui sont susceptibles à se transformer. En effet, lorsqu’un stress affecte une cellule, celle-ci pourrait pallier certaines contraintes en changeant de fonction afin de rendre l’organisme plus apte à surmonter la situation. Génétique humaine
Mosaïcisme génétique : Hors des maladies génétiques, un certain nombre de variants de gènes ont été identifiées comme des facteurs de risque de survenue de maladie commune (cancer du sein, maladies cardio-vasculaires...). Malgré l'existence d'un gène TP53 (aussi dénommé «gardien du génome»), dont le rôle est de réparer les dommages causés à l’ADN, plus le corps humain vieillit, plus il se présente en réalité comme une mosaïque complexe de « grappes de cellules » aux génomes légèrement différents. Ceci est du aux mutations issues d'erreurs de duplication de l'ADN, ou accumulée, à la suite notamment de l'exposition aux UV solaires, à des polluants, aliments et produits cancérigènes (fumées...) qui induisent dans certaines cellules des mutations, ensuite transmissibles aux cellules filles. Une étude récente ayant porté sur 29 types de tissus humains différents a confirmé que la mosaïcité des organes est plus élevée pour ceux dont les cellules doivent se reproduire fréquemment (peau, sang, et muqueuse pulmonaire, tube digestif, œsophage notamment). Mutation (génétique)
Si une mutation affecte une cellule germinale participant à une fécondation, elle est transmise à l'individu issu de cette fécondation, et sera présente dans chacune de ses cellules. Cette mutation peut procurer un avantage sélectif ou au contraire être délétère, voire létale. C'est la base du processus de l'évolution. Il est cependant admis que la plupart des mutations interviennent entre les gènes, dans les introns, ou à des endroits où leur effet est minime (mutations synonymes) ; la plupart des mutations sont donc probablement neutres, et ne sont conservées (ou éliminées) que par hasard (dérive génétique). Sélection sexuelle
La « vulnérabilité aux mutations » d'un trait donné correspond à la proportion des mutations du génome qui auront un impact sur ce trait, c'est-à-dire, la proportion du génome (en longueur d'ADN codant quelque chose) impliquée dans l'expression d'un trait. Plus le trait est complexe, plus la proportion du génome impliquée sera grande, et plus la charge mutationnelle du trait sera représentative de la charge mutationnelle de l'ensemble du génome. Par exemple, certains généticiens estiment que la moitié des gènes humains interviennent dans le développement de son cerveau, ce qui signifierait qu'une mutation sur deux a un impact sur l'expression de l'esprit humain. Variations du développement
Bien sûr, l’environnement peut influencer le développement, mais il ne faut toutefois pas oublier que les variations développementales peuvent aussi provenir des modifications dans la régulation des gènes. Afin de déterminer si les gènes sont en cause d’une variation phénotypique, il faut s’attarder à la variation moléculaire en elle-même afin de permettre de faire un lien entre les mutations naturelles des individus et la variation phénotypique observée. Pour arriver à déterminer ces variations moléculaires, il faut se baser sur les mutations qui se trouvent à une fréquence raisonnable dans les populations naturelles ou alors à celles qui permettent de différencier les espèces. Toutefois, la prudence est de mise car il n’est pas possible de simplement généraliser de la variation génotypique à la variation phénotypique. Dans ce cas, il faut plutôt utiliser l’approche inverse, c’est-à-dire qu’il conviendrait d’identifier les mutations génétiques qui sont responsables de la variation phénotypique observée. Pour ce faire, il est possible d’utiliser des méthodes de cartographie des locus quantitatifs ainsi que des marqueurs génétiques moléculaires. Étonnement, certaines études montrent que certains locus sont responsables de plusieurs variations observées dans le développement. Cependant, il est plus courant que les variations qui apparaissent proviennent de plusieurs petites mutations moléculaires. Il a été supposé que les variations développementales s'accumulent seulement dans quelques locus puisqu’il n’y a que peu de gènes dirigent le développement du caractère phénotypique. C’est pourquoi les gênes, pris individuellement, jouent fréquemment de multiples rôles dans le développement. Dû à cela, il est possible que de nombreuses mutations s’accumulent dans certaines régions régulatrices de locus individuels afin de participer à la variation de certains traits spécifiques (Stern, 2000). Évolution des taux de mutation
L'évolution repose sur quatre mécanismes principaux: sélection naturelle, dérive génétique, mutation et migration. Les différences de chaque individu apparaissent au commencement sous la forme de mutations. Celles-ci peuvent par la suite être fixée ou non, selon leur impact sur le phénotype, par exemple. La probabilité de fixation dépend donc de deux facteurs que sont la sélection naturelle et la dérive génétique. Syndrome du QT long
Le typage de l'anomalie génétique est intéressant dans un but pronostic, certaines mutations étant plus graves que d'autres. De même, certaines mutations peuvent présenter des tableaux particuliers : une atteinte du gène "LQT1" donne typiquement des syncopes à l'effort répondant particulièrement bien aux médicaments de type bêta-bloquants et avec très peu de morts subites sous traitement. Au contraire, une mutation du gène "LQT2" entraîne des syncopes plutôt aux émotions et plus rarement à l'effort, avec une efficacité moindre des bêta-bloquants et un risque de morts subites nettement plus important, les porteurs d'une mutation sur le gène "LQT3" ayant un pronostic comparable. Le typage génétique a permis de découvrir des formes à « QT normal » de la maladie, témoignant d'une pénétrance faible. Biais de développement
Lorsqu’il y a des mutations, dans la séquence ADN, il peut y avoir des changements phénotypiques. Le biais de développement est particulièrement sensible aux mutations. Même de petits changements du système régulateur causés par des mutations neutres, se situant dans les introns (la partie non codante du gène), ont un effet sur le modèle du biais de développement. À long terme les mutations affectant le génome peuvent finir par modifier les phénotypes accessibles. Les phénotypes qui seront présents chez les générations futures dépendent fortement des génotypes des générations actuelles. Les mutations dans ces génotypes vont dicter les prochains phénotypes accessibles. Inhibiteur sélectif de la recapture de la sérotonine
Certaines de ces modifications d’expression des gènes sont le résultat d’une modification de l’ADN causée par un remodelage de la chromatine et plus particulièrement un phénomène épigénétique de modification des histones par méthylation de l’ADN à la suite de l’augmentation de l’expression des protéines MeCP2 et MBD1. Ces mêmes mécanismes peuvent d’ailleurs aussi entrer en ligne de compte dans le mode d’action des thérapies électroconvulsives. Coadaptation
Les mutations génétiques sont à l’origine des phénomènes de coadaptation. Pendant des décennies, les biologistes évolutionnistes ont fait valoir que les changements dans les séquences cis-régulateurs constituent une partie importante de la base génétique de l'adaptation. Les idées sur l'importance de l'évolution des mutations des régions non codantes sont presque aussi vieilles que la découverte de séquences régulatrices elles-mêmes. Épimutation
L'épimutation est ainsi définie par distinction du principe de mutation. L’expression d’un gène dépendant de facteurs externes, moléculaires et environnementaux, un changement au sein de la cellule dans ces mécanismes peut entraîner des modifications. S'ils peuvent entraîner des mutations observables, ces changements épigénétiques ne sont pas à proprement parler des mutations au sens génétique. Lissencéphalie
Le gène de lissencéphalie le plus récemment identifié est ARX (Stromme , 2002). Des mutations dans le gène ARX provoquent une lissencéphalie à prédominance frontale d’un type relativement différent de celui observé dans le cas de mutations dans DCX, LIS1 ou RELN (en particulier en ce qui concerne l’épaisseur du cortex). On connaît des mutations dans ce gène qui provoquent également, en association avec la lissencéphalie, une agénésie du corps calleux et/ou une ambigüité sexuelle. Un très large spectre phénotypique est donc associé aux mutations dans ARX sans que l’on puisse l’expliquer à l’heure actuelle. ARX est un gène à homéoboite exprimée principalement dans le cerveau adulte et fœtal ainsi que dans le muscle squelettique. Chez la souris, ce gène est surtout exprimé dans le cortex frontal, en bon accord avec le phénotype à prédominance frontale qui est observé chez l’humain. La protéine ARX est supposée être un répresseur de la transcription bien que cela reste à démontrer. Alors que les gènes LIS1 et RELN possèdent une localisation autosomique (sur les chromosomes 17p13 et 7q22 respectivement), les gènes DCX et ARX sont tous deux localisés sur le chromosome X humain. Cela signifie donc dans ces deux derniers cas que le mode d’hérédité est directement influencé par le sexe. Les femmes pourront être des conductrices saines ou bien présenter un phénotype atténué par rapport aux hommes porteurs des mêmes mutations (phénotype de d’hétérotopie subcorticale en bande (ou SBH) pour les conductrices d’une mutation dans le gène DCX). La connaissance du défaut moléculaire initial dans le cadre d’un tableau clinique de lissencéphalie a donc un impact direct sur le type de conseil génétique qui sera donné aux familles concernées. Koinophilie
Le génome est soumis à des mutations aléatoires, liées aux variations de l’environnement. Ces mutations vont conférer diverses caractéristiques physiologiques et morphologiques aux organismes qui les portent. Seuls les organismes possédant des mutations, leur conférant un avantage vis-à-vis de la population actuelle, vont être sélectionnés par sélection naturelle. Différents phénotypes sont donc présents dans la population, mais seuls les phénotypes les plus adaptatifs sont en grande proportion dans la population. Irradiation
Le risque de mutation génétique a été évoqué et très médiatisé dans les années 1950, à la suite des bombardements atomiques de Hiroshima et Nagasaki, et à la suite de l'accident provoqué par les retombées nucléaires de l'essai Castle Bravo en 1954, qui fit un mort. « Dans les années qui suivirent, et surtout à la suite des observations faites sur les descendants des survivants de Hiroshima et Nagasaki, il devint clair que cette préoccupation était une sur-réaction, dues à des passions fortes suscitées par la menace d'une guerre nucléaire. » Aucun effet génétique transmissible imputable à un excès d'irradiation n'a jamais été mis en évidence chez l'homme, y compris à la suite de l'accident de Tchernobyl, bien que ce thème soit très récurrent et régulièrement exploité par des publications non scientifiques. Épigenèse (biologie)
Pour les effets épigénétiques des différents types d'environnement sur les gènes, les chercheurs ont observé des rates qui allaitaient en laboratoire. Ils ont alors remarqué des variations dans le comportement maternel qui étaient associées à des différences individuelles dans le comportement et la réponse au stress des descendants. La question était de savoir si cette influence entre les générations était causée par des facteurs environnementaux ou des facteurs génétiques. Leurs études en sont arrivées à la conclusion que les variations étaient causées par l'élevage et non par des facteurs environnementaux. Ils ont alors voulu comprendre les mécanismes qui causaient cette variation entre les comportements des différentes rates. Les observations ont montré que les variations étaient induites par des effets de méthylation de l'ADN sur le promoteur spécifique du gène du récepteur des glucocorticoïdes dans l'hippocampe, une partie du cerveau. Ainsi, les variations étaient causées par un effet épigénétique sur un type de stéroïde en conséquence à des types d'élevage différents chez les rates. La dernière question des chercheurs était de savoir si le marquage épigénétique était irréversible chez les mères rates. Ainsi, il a été constaté qu'un médicament appelé trichostatine-A permettait d'inverser les effets des méthylations de l'ADN. Gène soumis à empreinte
L'empreinte parentale apparaît très vite comme un mystère évolutif. En effet, en éteignant une copie d'un gène, les mutations délétères sur la copie exprimée sont plus exposées et peuvent entrainer d'importants coûts de fitness. L'empreinte parentale revient donc à renoncer aux avantages de la diploïdie pour certains gènes. Avant même la découverte du premier gène soumis à empreinte parentale, le premier article s'intéressant à l'histoire évolutive de l'empreinte parentale est publié. Cet article s'intéresse à l'évolution de l'empreinte parentale chez les plantes à fleurs mais la théorie développée peut tout aussi bien s'appliquer aux mammifères. Les auteurs proposent en effet qu'un conflit entre les parents pourrait être à l'origine de l'évolution de l'empreinte parentale. Ils partent de l'hypothèse que la quantité de ressources est limitée, or chez les plantes, comme chez les mammifères, la mère fournit les ressources au fœtus au cours du développement. Ainsi l'intérêt de la mère va être de donner assez de ressource à son descendant pour permettre sa survie et son développement tout en gardant des ressources pour de futurs descendants. Le père en revanche, en particulier dans une population polygyne, n'est pas assuré d'être le père des futurs descendants de la mère. Afin d'augmenter son succès reproductif, il est donc dans son intérêt que son descendant soit le plus résistant possible et donc prenne le plus de ressources possible de la mère. Dans ce contexte ils prédisent que, pour un gène déterminant la quantité de ressources prises hérité du père, la copie héritée de la mère soit complètement réprimée et celle héritée du père complètement exprimée. RpoB
Les régions du gène "rpoB" qui sont susceptibles de subir des mutations sont généralement bien conservées, ce qui indique qu'elles sont essentielles pour la vie de l'organisme. Il est donc très probable que les mutations au sein de ces régions aient un certain effet sur la fitness générale de l'organisme. Ces changements physiologiques peuvent inclure un taux de croissance réduit, une sensibilité accrue aux augmentations ou aux diminutions de température, et des altérations des propriétés d'élongation de la chaîne d'ARN et de terminaison de la transcription. Ces changements ne sont cependant pas universels pour toutes les bactéries. Une mutation dans le codon 450 chez "M. tuberculosis" entraîne une perte mineure de la fitness, tandis que la mutation correspondante chez "S. aureus" fait que les cellules sont à peine capables de survivre. Génotoxicité
Ces mutations peuvent concerner des gènes individuels (mutation génique), des blocs de gènes (mutation génomique) ou des chromosomes (mutation chromosomique). Selon la gravité de la mutation (ou des mutations), les produits génotoxiques peuvent alors notamment être à l'origine de déficience transmise à la descendance ; et s'ils ont muté des gènes impliqués dans la prolifération et/ou la survie cellulaire, peuvent être la source de tumeurs bénignes et/ou de cancers. Mutation (génétique)
Une est une modification rare, accidentelle ou provoquée, de l'information génétique (séquence d’ADN ou d’ARN) dans le génome. Évolution de la souffrance
La gravité et la chronicité de certaines douleurs ont toujours été difficiles à comprendre dans un contexte évolutif, surtout quand elle interfère effectivement avec la fonctionnalité des corps. Il s’agit principalement d’ « accidents évolutifs » de la biologie, de « défaut de conception ». Des compromis sont inhérents à chaque adaptation. Par exemple, une mutation offrant un avantage reproductif net, aura tendance à augmenter en fréquence dans une population même si elle provoque une vulnérabilité à la maladie. Citons ici par exemple la drépanocytose qui protège les individus atteints contre le paludisme mais altère le transport du dioxygène dans le sang. Il n'existe pas de génome « normal », il n'y a que des gènes. Filamine C
La mutation du gène entraîne une forme de myopathie essentiellement distale, avec une atteinte cardiaque dans un tiers des cas. D'autres mutations entraînent une atteinte cardiaque exclusive à type de cardiomyopathie dilatée avec un risque élevé de mort subite de manière non corrélé avec la fraction d'éjection. Mutation (génétique)
De plus, au niveau de la génétique des populations la mutation se définit comme une erreur dans la reproduction conforme du message héréditaire. Elle va transformer un allèle en un autre, nouveau ou déjà présent dans la population. Le rôle de la mutation dans l’évolution est primordial, car c’est la seule source de gènes nouveaux. Mais une fois qu’un nouveau gène est apparu par mutation, ce n’est pas plus elle qui va déterminer son devenir : si le nouvel allèle est défavorable, ou s’il est plus favorable que les anciens, c’est principalement la sélection qui va déterminer l’évolution ultérieure de sa fréquence. Mutation (génétique)
Une mutation est dite "ponctuelle" dès lors qu'elle touche un ou plusieurs nucléotides d'un même gène.Les insertions et les délétions sont des mutations "décalantes", et sont les deux types de mutations dites indel ou "frame-shift". Une addition ou une suppression de nucléotides non multiple de 3 provoquera un changement de cadre de lecture du code génétique. Au moment de la traduction, cela générera le plus souvent une protéine tronquée par l'apparition d'un codon-stop prématuré. Mutation (génétique)
Les mutations brutales engendrées par le césium 137 (Cs), lors de l’accident de Tchernobyl par exemple, n’ont aucun effet bénéfique et durable sur le génome d’une espèce, ici l’homme. Code génétique
Les mutations faux-sens et les mutations non-sens sont des exemples de mutations ponctuelles, susceptibles de provoquer des maladies génétiques telles que, respectivement, la drépanocytose et la thalassémie Holoprosencéphalie
Il a été constaté que des mutations dans 11 gènes provoquent une holoprosencéphalie non syndromique. Ces gènes fournissent des instructions pour fabriquer des protéines qui sont importantes pour le développement embryonnaire normal, en particulier pour déterminer la forme du cerveau et du visage. Environ 25 pour cent des personnes atteintes d'holoprosencéphalie non syndromique ont une mutation dans l'un de ces quatre gènes : SHH, ZIC2, SIX3 ou TGIF1. Des mutations dans les autres gènes liés à l'holoprosencéphalie non syndromique ne sont trouvées que dans un petit pourcentage de cas. De nombreuses personnes atteintes de cette maladie n'ont pas de mutation génétique identifiée. La cause de cette maladie est inconnue chez ces personnes. Transformation (génétique)
En génétique, une transformation génétique est l'intégration d'un fragment d'ADN étranger dans une cellule, ce qui peut entraîner une modification héréditaire du phénotype de l'organisme receveur. C'est un phénomène naturel et courant chez les bactéries. Pour que la transformation s'effectue, il faut que la bactérie receveuse soit en état de compétence, cet état peut-être naturel ou acquis (induit en laboratoire). Le phénomène a été découvert en 1928 par un médecin anglais, Frederick Griffith. Le caractère transféré est héréditaire, si la cellule receveuse peut reproduire un organisme entier. Assimilation génétique
Ce que Waddington propose pour sa part, c’est qu’il existe des génotypes plus sensibles que d’autres à changer de trajectoire développementale en réponse à certaines conditions environnementales. Cette sensibilité reflète une plus faible résistance aux mutagènes, ce qui entraîne un taux de mutations au niveau du génome plus élevé que la normale. Cette sensibilité, à long terme, peut devenir héréditaire. Évolution des taux de mutation
Il existe différentes sources de diversité génétique : Protéine Forkhead-P2
Les perturbations dues à la mutation sont héritées via un gène autosome dominant. Le gène FOXP2 se trouve chez l'homme sur le bras long (q) du dans la bande 7q31. À l'origine, quand on n’a pu identifier que le chromosome concerné, on l'a appelé « SPCH1 » (de "", la parole). En 2006, on a examiné le gène FOXP2 d'un ensemble de souffrant de dyspraxie verbale. Chez l’un des sujets, on a trouvé une mutation non-sens héritée de la mère, et chez deux sujets, une probable mutation faux-sens. Ces résultats permettent de conclure que les mutations du gène FOXP2 sont une cause relativement rare des perturbations du langage et de la parole. Mutation (génétique)
Par exemple dans le cas du virus HIV-1 de nombreuses mutations aléatoires surviennent à chaque cycle de réplication virale du fait de la faible fidélité de la transcriptase inverse lors de la transcription. Certaines de ces mutations seront sélectionnées par la pression qu’exercent les CTL (Lymphocytes T Cytotoxiques) spécifiques des épitopes sauvages. Or les réponses cytotoxiques précoces semblent avoir une activité antivirale plus efficace, et l’échappement à cette réponse expliquerait la progression virale. Syndrome de l'X fragile
La mutation consiste en une répétition anormale de la séquence "CGG" (Cytosine-Guanine-Guanine). Les individus normaux ont la séquence CGG répétée moins de 40 fois. En fonction de la longueur de la répétition des triplets de "CGG", un allèle peut être considéré comme normal, en prémutation (risque de troubles associés à l'X fragile) ou mutation complète (souvent affectés par le syndrome). Les individus atteints du syndrome de l’X fragile ont cette séquence répétée plus de 200 fois et jusqu’à des milliers de fois, on parle de « mutation complète », entraînant un mauvais fonctionnement de gène responsable de la maladie. On trouve généralement une hyperméthylation de l'ADN qui rend silencieux le gène FMR1 voisin. Innovations génétiques
À quoi cela peut-il être dû ? Pour le cytochrome, ne sont transmises que les mutations neutres. S'il y a mutation dans le site actif, entraînant des modifications profondes donc la perte éventuelle de la fonction, alors l'individu meurt et la mutation n'est pas transmise. Évolution des taux de mutation
La migration est une force de l'évolution qui augmentera la variabilité génétique d'une population. L'arrivée de nouveaux individus avec des génotypes et des allèles différents permet un meilleur brassage génétique avec la population d'accueil, ce qui permet de faire perdurer les anciens et les nouveaux phénotypes qui eux aussi seront sujets à la sélection. Syndrome de Beckwith-Wiedemann
Les causes génétiques du syndrome de Beckwith-Wiedemann sont complexes. Cette maladie résulte généralement de la régulation anormale des gènes dans une région particulière du chromosome 11. Les gens héritent normalement d'une copie de ce chromosome de chaque parent. Pour la plupart des gènes du chromosome 11, les deux copies du gène sont exprimées ou «activées» dans les cellules. Pour certains gènes, cependant, seule la copie héritée du père d'une personne (la copie héritée paternellement) est exprimée. Pour les autres gènes, seule la copie héritée de la mère d'une personne (la copie héritée de la mère) est exprimée. Ces différences d'expression génique propres aux parents sont causées par un phénomène appelé empreinte génomique. Les anomalies impliquant des gènes sur le chromosome 11 qui subissent une empreinte génomique sont responsables de la plupart des cas de syndrome de Beckwith-Wiedemann. Nutrigénétique
En raison de mutations naturelles, les humains diffèrent par leur ADN, ce qui est appelé variation ou polymorphisme de l'ADN. Le type de polymorphisme de l'ADN le plus courant est le SNP (abréviation de « single nucleotide polymorphism » ou polymorphisme d'un seul nucléotide). Les SNP peuvent influencer la façon dont les individus absorbent, transportent, stockent ou métabolisent les nutriments. Ce phénomène peut déterminer des besoins différents en nutriments. Cette hypothèse forme la base de la nutrigénétique. De plus, les différences potentielles du métabolisme du corps humain peuvent induire un avantage en termes de sélection naturelle. Pour cette raison, par exemple, la capacité de digérer le lactose, le principal glucide du lait, également à l'âge adulte, s'est répandue dans les populations d'éleveurs de bovins. Variant génétique cryptique
Il peut y avoir des interactions génétiques qui vont favoriser l'expression de la mutation. En effet, la variation d'un gène peut affecter les effets de la variation d'un autre gène, avec ou sans interactions physiques directes des protéines et/ou de l'ARNm (Acide Ribonucléique Messager) codés.