Génétique moléculaire humaine

Traduction de : Human molecular genetics

Auteur(s) :

Strachan, Tom (1952-....) Découvrir l'auteur

Résumé

L'ouvrage traite de tous les aspects de la génétique moléculaire humaine, des principes de base à la pratique, depuis les descriptions de la structure et de la fonction de l'ADN et des chromosomes jusqu'aux notions les plus récentes sur le clonage, la cartographie, les mutations, les maladies génétiques, l'utilisation diagnostique des méthodes de biologie moléculaire et la thérapie génique.

Autre(s) auteur(s)
- Read, Andrew P. (1939-....)
Contributeur(s)
- Mowszowicz, Irène. Traducteur
- Wright, Françoise. Traducteur
Éditeur(s)
- Médecine sciences publications-[Lavoisier]
Date
- DL 2012
Notes
- Glossaire. Index
Langues
- Français
- , traduit de : Anglais
Description matérielle
- 1 vol. (XXV-781 p.) : ill. en noir et en coul., couv. ill. en coul. ; 28 cm
Titre(s) en relation
- Human molecular genetics
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-257-20419-6
Indice
- 611.5 Génétique humaine
Quatrième de couverture
- Génétique moléculaire humaine
  4^e édition
  Depuis la publication, en 2004, de la séquence complète du génome humain grâce au Projet Génome Humain, de grandes banques de séquences d'ADN sont produites chaque année. De puissants programmes bioinformatiques sont capables de comparer les génomes d'organismes différents. La génétique comparative permet ainsi de comprendre l'évolution du génome humain et celui de nombreux autres organismes modèles, ouvrant la voie à la recherche biomédicale.
  De grands projets internationaux ont été mis en place afin de comprendre le fonctionnement de nos gènes : le projet ENCODE vise à créer une encyclopédie des éléments fonctionnels de notre ADN ; le projet HapMap étudie les variations génétiques dans la population mondiale, permettant aux chercheurs d'identifier les gènes impliqués dans les maladies. Enfin le développement constant de nouvelles technologies telles que le génotypage à haut débit des SNP ou les micropuces à ADN offre des outils puissants et hautement performants.
  La 4^e édition de Génétique moléculaire humaine intègre ces avancées scientifiques et technologiques. Véritable pont entre les manuels de base et la littérature issue de la recherche, l'ouvrage fournit en 21 chapitres le cadre permettant de comprendre ce domaine, depuis les aspects fondamentaux jusqu'aux notions les plus pointues de biologie moléculaire.
  Après des chapitres généraux sur la structure et la fonction des acides nucléiques, des chromosomes, la répartition des gènes dans la population, il présente les techniques d'étude et d'analyse des gènes.
  Des chapitres très développés et à la pointe des connaissances actuelles portent sur l'épigénétique, les ARN non codants, les cellules souches.
  Les principaux organismes modèles utilisés dans les études génétiques et l'étude des maladies humaines sont décrits en détail.
  Les traitements des maladies humaines - et les questions d'éthique qui en découlent - sont abordés à travers les tests et analyses génétiques, l'utilisation des cellules souches, la thérapie cellulaire, génique, oligonucléotidique et la médecine personnalisée.
  Enfin, un glossaire de plus de 600 définitions et un index de près de 10 000 entrées complètent ce livre exhaustif, actuel et richement illustré.
  L'ouvrage intéresse les étudiants en médecine, en biologie, en sciences et leurs enseignants ; les généticiens, les biologistes, les pédiatres ainsi que les personnes désireuses d'appréhender de manière scientifique la génétique moléculaire humaine et ses applications médicales.
Tables des matières
- - Génétique moléculaire humaine
  - Tom Strachan et Andrew Read
  - Médecine Sciences
  - Chapitre 1
    Structure des acides nucléiques et expression des gènes1
  - 1.1. ADN, ARN et Polypeptides 2
  - La majeure partie de l'information génétique s'organise suivant la séquence ADN (...) ARN (...) polypeptides2
  - Les acides nucléiques et les polypeptides sont des séquences linéaires d'unités simples répétées3
  - Acides nucléiques3
  - Polypeptides4
  - Les différents types de liaisons chimiques déterminent la stabilité et la fonction6
  - 1.2 Structure des acides nucléiques et réplication de l'ADN 7
  - Structure de l'ADN et de l'ARN7
  - La réplication est semi-conservative et semi-discontinue9
  - Les ADN polymérases ont parfois une activité de réparation et de recombinaison de l'ADN9
  - De nombreux virus ont des génomes à ARN11
  - 1.3 Transcription des ARN et expression des gènes 12
  - La plupart des gènes sont exprimés pour produire des polypeptides14
  - Différents ensembles de gènes à ARN sont transcrits par les trois ARN polymérases des eucaryotes15
  - 1.4 Maturation des ARN 16
  - L'épissage des ARN enlève les séquences indésirables présentes dans le transcrit primaire16
  - Des nucléotides spécialisés sont ajoutés aux deux extrémités de la plupart des transcrits produits par l'ARN polymérase II17
  - Mise en place de la coiffe en 5'18
  - Polyadénylation en 3'18
  - Les transcrits ARNr et ARNt subissent une maturation importante19
  - 1.5 Traduction, Maturation post-traductionnelle et structure des protéines 20
  - L'ARNm est décodé afin de spécifier des polypeptides20
  - Le code génétique est dégénéré et pas tout à fait universel22
  - Maturation post-traductionnelle : modifications chimiques des acides aminés et clivage des polypeptides23
  - Additions de radicaux hydrocarbonés23
  - Additions de radicaux lipidiques24
  - Clivage post-traductionnel24
  - Rapports complexes entre séquence en acides aminés et structure des protéines25
  - Hélice Alpha25
  - Feuillet Bêta plissé26
  - Tour Bêta27
  - Structures encore plus complexes27
  - Lectures complémentaires 27
  - Chapitre 2
    Structure et fonction des chromosomes29
  - 2.1 Ploïdie et cycle cellulaire 30
  - 2.2 Mitose et méiose 31
  - La mitose est la forme normale de la division cellulaire31
  - La méiose est une division cellulaire réductrice spécialisée donnant naissance aux spermatozoïdes et aux ovules33
  - Répartition indépendante34
  - Recombinaison34
  - Appariement X-Y35
  - Mitose et méiose présentent des similitudes et des différences essentielles36
  - 2.3 Structure et fonction des chromosomes 36
  - L'ADN chromosomique est enroulé de façon hiérarchisée36
  - La chromatine d'interphase présente différents degrés de compaction38
  - Chaque chromosome a son propre territoire dans le noyau à l'interphase38
  - Les centromères ont un rôle central dans les déplacements des chromosomes, mais ils ont évolué jusqu'à devenir très différents dans les divers organismes39
  - La réplication d'un chromosome de mammifère implique l'utilisation souple d'origines de réplication multiples40
  - Les télomères présentent des structures spécialisées permettant de préserver les extrémités des chromosomes linéaires41
  - Structure, fonction et évolution des télomères41
  - La télomérase et les problèmes posés par la réplication des extrémités des chromosomes42
  - 2.4 Étude des chromosomes humains 43
  - L'analyse des chromosomes est plus facile lors de la mitose que de la méiose44
  - Les chromosomes sont identifiés par leur taille et la séquence de leurs bandes colorées44
  - Marquage en bandes des chromosomes44
  - Compte rendu des analyses cytogénétiques45
  - La cytogénétique moléculaire permet de localiser des séquences particulières d'ADN sur les chromosomes46
  - Hybridation fluorescente in situ (FISH)47
  - Peinture chromosomique et caryotype moléculaire47
  - Hybridation génomique comparative (CGH)48
  - 2.5 Anomalies chromosomiques 50
  - Les anomalies numériques des chromosomes impliquent un gain ou une perte de chromosomes entiers50
  - Polyploïdie50
  - Aneuploïdie50
  - Mixoploïdie51
  - Conséquences cliniques52
  - Un certain nombre d'anomalies de structure des chromosomes sont dues à des erreurs de réparation ou de recombinaison53
  - Différents facteurs contribuent aux conséquences cliniques des anomalies de structure des chromosomes55
  - Des chromosomes d'origine parentale incorrecte peuvent entraîner des anomalies du développement ou des maladies56
  - Conclusion58
  - Lectures complémentaires59
  - Chapitre 3
    Étude des gènes à travers les arbres généalogiques et les populations61
  - 3.1 Transmission monogénique versus multifactorielle 62
  - 3.2 Profils de transmission mendélienne 64
  - Il y a schématiquement cinq profils de base de transmission mendélienne64
  - Inactivation de l'X65
  - Mosaïque due à l'inactivation de l'X66
  - Il y a peu de gènes sur le chromosome Y67
  - Gènes de la région pseudo-autosomique67
  - Maladies dues à des mutations dans l'ADN mitochondrial68
  - Le mode de transmission peut rarement être défini de façon non ambiguë par un seul arbre généalogique69
  - Obtenir des rapports corrects : le problème des biais de recrutement69
  - Relation entre les caractères mendéliens et les séquences de gènes70
  - Hétérogénéité de locus71
  - Hétérogénéité clinique72
  - 3.3 Complications des profils mendéliens de transmission génétique de base 72
  - Une maladie récessive fréquente peut imiter un schéma de transmission dominant72
  - Une maladie dominante peut ne pas se manifester73
  - Pénétrance liée à l'âge dans les maladies à révélation tardive73
  - De nombreuses maladies ont une expression variable74
  - Anticipation74
  - Empreinte75
  - La mortalité masculine pourrait compliquer la transmission des pathologies liées à l'X76
  - Les mariages consanguins compliquent l'interprétation des arbres généalogiques76
  - Les nouvelles mutations et les mosaïques compliquent l'interprétation des arbres généalogiques76
  - Mosaïques77
  - Chimères78
  - 3.4 Génétique des caractères multifactoriels : La théorie du seuil polygénique 79
  - Au début du vingtième siècle, il y eut un débat entre les tenants des modèles mendéliens ou quantitatifs de transmission79
  - La théorie polygénique propose une explication de la détermination génétique des caractères quantitatifs79
  - Régression vers la moyenne80
  - Hypothèses cachées81
  - L'héritabilité est une mesure de la proportion de la variance globale qui est due aux différences génétiques81
  - L'héritabilité est souvent mal comprise82
  - Le modèle avec seuil permet d'étendre la théorie polygénique aux caractères dichotomiques82
  - Utilisation de la théorie du seuil pour comprendre les risques de récurrence82
  - Le conseil génétique dans les maladies non mendéliennes est basé sur des risques empiriques83
  - 3.5 Facteurs modifiant la fréquence des gènes 84
  - Une expérience simple : tirage des gènes d'un pool de gènes84
  - La distribution de Hardy-Weinberg établit une relation entre la fréquence des gènes et la fréquence des génotypes84
  - Utilisation de la distribution de Hardy-Weinberg en conseil génétique84
  - Consanguinité85
  - Autres conditions où la relation de Hardy-Weinberg ne s'applique pas simplement86
  - La fréquence des gènes peut varier avec le temps87
  - Estimation du taux de mutations88
  - Importance de l'avantage d'hétérozygotie88
  - Conclusion89
  - Lectures complémentaires89
  - Chapitre 4
    Cellules et communication intercellulaire91
  - 4.1 Structure cellulaire et diversité 92
  - Procaryotes et eucaryotes représentent une division fondamentale des formes cellulaires de vie92
  - L'extraordinaire diversité des cellules du corps93
  - Les cellules germinales sont spécialisées dans les fonctions de reproduction93
  - Les cellules d'un même organisme pluricellulaire peuvent avoir un contenu en ADN différent96
  - 4.2 Adhésion cellulaire et formation des tissus 97
  - Les jonctions cellulaires contrôlent les contacts entre les cellules98
  - Jonctions serrées98
  - Jonctions d'ancrage99
  - Jonctions communicantes99
  - La matrice extracellulaire contrôle le comportement des cellules et sert de soutien aux tissus99
  - Les types cellulaires spécialisés sont organisés en tissus100
  - Épithélium100
  - Tissu conjonctif101
  - Tissu musculaire101
  - Tissu nerveux101
  - 4.3 Principes de la signalisation cellulaire 102
  - Les molécules de signalisation se lient à des récepteurs spécifiques dans leurs cellules cibles et déclenchent des modifications du comportement cellulaire102
  - Certaines molécules de signalisation se lient à des récepteurs intracellulaires qui activent directement les gènes cibles103
  - La signalisation par l'intermédiaire de récepteurs à la surface des cellules implique souvent des cascades de kinases105
  - Les voies de transduction du signal utilisent souvent des petites molécules intermédiaires de signalisation intracellulaire106
  - La signalisation synaptique est une forme spécialisée de signalisation cellulaire qui ne nécessite pas l'activation de facteurs de transcription107
  - 4.4 Prolifération cellulaire, vieillissement et mort cellulaire programmée 108
  - La plupart des cellules des animaux adultes ne se divisent pas, mais certains tissus et cellules se renouvellent rapidement108
  - Les mitogènes stimulent la prolifération cellulaire en surmontant les mécanismes qui freinent la progression en G₁ du cycle cellulaire109
  - Les limites de la prolifération cellulaire et le concept de vieillissement cellulaire111
  - Un grand nombre de nos cellules sont normalement programmées pour mourir111
  - Importance de la mort cellulaire programmée112
  - Les caspases sont responsables de l'apoptose en réponse à des signaux de mort ou à un stress cellulaire prolongé113
  - Voie extrinsèque : signalisation par les récepteurs de mort de la surface cellulaire113
  - Voie intrinsèque : réponse intracellulaire au stress cellulaire113
  - 4.5 Cellules souches et différenciation 114
  - La spécialisation cellulaire implique une série de décisions contrôlées et hiérarchisées114
  - Les cellules souches sont des cellules progénitrices rares et capables de s'auto-renouveler115
  - Les cellules souches tissulaires permettent le remplacement de tissus adultes spécifiques115
  - Niches de cellules souches117
  - Renouvellement des cellules souches versus différenciation117
  - Les cellules souches embryonnaires et les cellules germinales embryonnaires sont pluripotentes117
  - Origine des cellules souches embryonnaires en culture118
  - Tests de pluripotence119
  - Cellules germinales embryonnaires119
  - 4.6 Cellules du système immunitaire : fonctionnement par la diversité 119
  - Le système immunitaire inné fournit une réponse rapide basée sur un schéma général de reconnaissance des agents pathogènes121
  - Le système immunitaire adaptatif élabore une réponse immune très spécifique qui est encore amplifiée par des cellules mémoires122
  - L'immunité humorale dépend de l'activité d'anticorps solubles123
  - Dans l'immunité cellulaire, les cellules T reconnaissent les cellules qui contiennent des fragments de protéines étrangères125
  - Activation des cellules T127
  - Organisation unique et expression des gènes d'Ig et de TCR128
  - D'autres mécanismes de recombinaison et de mutation contribuent à la diversité des récepteurs dans les cellules B, mais pas dans les cellules T130
  - La monospécificité des Ig et des TCR est due à l'exclusion allélique et à l'exclusion de la chaîne légère131
  - Lectures complémentaires 132
  - Chapitre 5
    Principaux aspects du développement133
  - 5.1 Vue générale sur le développement 134
  - Modèles animaux de développement135
  - 5.2 Spécialisation cellulaire au cours du développement 136
  - La spécialisation des cellules se fait par une succession de décisions irréversibles et hiérarchiquement organisées136
  - Le choix entre les différents destins cellulaires dépend souvent de la position de la cellule137
  - Parfois, le destin d'une cellule peut être spécifié par son lignage plutôt que par sa position138
  - 5.3 Formation d'un schéma au cours du développement 139
  - L'émergence du plan corporel dépend de la spécification des axes et de la polarisation139
  - La formation du schéma repose souvent sur des gradients de molécules de signalisation141
  - Les mutations homéotiques ont permis d'identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans l'identité positionnelle142
  - 5.4 Morphogenèse 144
  - La morphogenèse peut être dirigée par des changements de forme et de taille des cellules144
  - Des changements morphogénétiques majeurs de l'embryon sont le résultat de changements d'affinité entre les cellules145
  - La prolifération cellulaire et l'apoptose sont des mécanismes morphogénétiques importants145
  - 5.5 Développement humain précoce : de la fécondation à la gastrulation 146
  - Au cours de la fécondation, l'oeuf est activé pour former un individu unique146
  - Le zygote se divise par clivage en de nombreuses cellules plus petites147
  - Les oeufs de mammifères sont parmi les plus petits du règne animal, et le clivage chez les mammifères présente plusieurs aspects particuliers148
  - Seul un petit pourcentage de cellules de l'embryon précoce donne naissance à l'organisme adulte148
  - Implantation150
  - La gastrulation est un processus dynamique au cours duquel les cellules de l'épiblaste donnent naissance aux trois couches germinales151
  - 5.6 Développement du système nerveux 154
  - Le mésoderme axial induit le développement en système nerveux de l'ectoderme qui le recouvre155
  - La formation du schéma du tube neural implique l'expression coordonnée de gènes le long de deux axes155
  - La différenciation neuronale implique l'activité combinatoire de facteurs de transcription157
  - 5.7 Cellules germinales et détermination du sexe chez les mammifères 158
  - Les cellules germinales primordiales sont induites au début du développement de l'embryon de mammifère et migrent vers les gonades en développement158
  - La détermination du sexe implique à la fois des informations intrinsèques et des informations positionnelles159
  - 5.8 Conservation des voies de développement 160
  - De nombreuses maladies humaines sont dues à l'échec des processus de développement normaux160
  - Les processus développementaux sont souvent hautement conservés, mais certains présentent des différences d'espèces considérables160
  - Lectures complémentaires 161
  - Chapitre 6
    Amplification de l'ADN : clonage cellulaire de l'ADN et PCR163
  - Clonage de l'ADN à partir de cellules165
  - La réaction en chaîne catalysée par l'ADN polymérase (PCR)165
  - 6.1 Principes du clonage cellulaire de l'ADN 165
  - Des séquences maniables de l'ADN cible sont accolées aux molécules vectrices à l'aide d'endonucléases de restriction et de l'ADN ligase166
  - Le clonage de base de l'ADN dans des cellules bactériennes utilise des vecteurs fabriqués à base de réplicons extra-chromosomiques naturels168
  - Le clonage dans des cellules bactériennes utilise comme vecteurs des plasmides ou des bactériophages génétiquement modifiés et des cellules hôtes modifiées169
  - La transformation est l'étape clé du fractionnement de l'ADN dans le clonage cellulaire de l'ADN171
  - L'ADN recombinant peut être purifié sélectivement après criblage et amplification des clones cellulaires portant les fragments d'ADN cibles désirés172
  - 6.2 Clonage des grands inserts et systèmes de clonage permettant de produire un ADN simple brin 172
  - Les premiers vecteurs de clonage acceptant de longs inserts exploitaient les propriétés du bactériophage lambda173
  - De longs fragments d'ADN peuvent être clonés dans des cellules bactériennes en utilisant des réplicons extra-chromosomiques à faible nombre de copies174
  - Chromosome artificiel bactérien (BAC) et fosmides174
  - Bactériophage P1 et chromosomes artificiels P1175
  - Les chromosomes artificiels de levure (YAC) permettent le clonage de fragments d'ADN de l'ordre de la mégabase175
  - Production d'ADN simple brin pour le séquençage de l'ADN et pour les expériences de mutagenèse in vitro spécifique de site176
  - Vecteur M13176
  - Vecteurs phagémides177
  - 6.3 Systèmes de clonage conçus pour l'expression de gènes 178
  - De grandes quantités de protéines peuvent être produites par clonage d'expression dans des cellules bactériennes178
  - Dans la présentation sur phages (phage display), des protéines hétérologues sont exprimées à la surface des particules de phages179
  - L'expression des gènes d'eucaryotes est effectuée avec une plus grande fidélité dans les lignées cellulaires eucaryotes180
  - Expression transitoire dans les cellules d'insectes grâce au baculovirus181
  - Expression transitoire dans les cellules de mammifères181
  - Expression stable dans les cellules de mammifères181
  - 6.4 Clonage de l'ADN in vitro : la réaction en chaîne de la polymérase 182
  - La PCR peut être utilisée pour amplifier un ADN cible rare de façon sélective à partir d'une population complexe d'ADN183
  - La nature cyclique de la PCR conduit à une amplification exponentielle de l'ADN cible183
  - L'amplification sélective des séquences cibles dépend de la liaison très spécifique des séquences amorces184
  - La PCR est désavantagée en tant que méthode de clonage car elle produit des fragments courts et son rendement en produit est relativement faible185
  - De nombreux types différents de PCR ont été développés pour des applications particulières186
  - PCR spécifique d'allèle187
  - PCR sur génomes entiers et amplification de cibles multiples187
  - Mutagenèse par PCR188
  - PCR en temps réel (PCRq)189
  - Lectures complémentaires 189
  - Chapitre 7
    Hybridation des acides nucléiques : principes et applications191
  - 7.1 Principes de l'hybridation des acides nucléiques 192
  - Dans l'hybridation des acides nucléiques, une population d'acides nucléiques connus permet d'analyser une population d'acides nucléiques mal connus192
  - Les hétéroduplex formés entre la sonde et la cible sont plus simples à identifier après fixation sur un support solide193
  - La dénaturation et l'hybridation sont modifiées par la température, l'environnement chimique et la quantité de liaisons hydrogène194
  - Des conditions d'hybridation rigoureuses (astringentes) augmentent la spécificité de formation des duplex195
  - La cinétique de réassociation de l'ADN dépend aussi de la concentration en ADN196
  - 7.2 Marquage des acides nucléiques et des oligonucléotides 197
  - Différentes classes de sondes d'hybridation peuvent être préparées avec pour substrat de l'ADN, de l'ARN ou des obligonucléotides197
  - Les longues sondes d'acides nucléiques sont habituellement marquées au cours de la synthèse du brin en y incorporant des nucléotides marqués197
  - Marquage de l'ADN par nick translation198
  - Marquage de l'ADN à l'aide d'amorces aléatoires (Random primed DNA labelling)198
  - Marquage au cours de la synthèse de brins par PCR198
  - Marquage des ARN198
  - Les isotopes radioactifs peuvent être utilisés pour marquer les acides nucléiques, mais ils sont fugaces et peuvent être dangereux199
  - Des fluorophores sont souvent utilisés pour le marquage non isotopique des acides nucléiques200
  - 7.3 Hybridation à des acides nucléiques cibles immobilisés203
  - L'hybridation en dot-blot permet un criblage rapide et utilise souvent des sondes d'oligonucléotides spécifiques d'allèles203
  - L'hybridation en Southern ou Northern blot permet de détecter des ADN ou des ARN après fractionnement en fonction de leur taille204
  - Hybridation en Southern blot204
  - Hybridation en Northern blot204
  - Dans l'hybridation in situ, l'échantillon d'ADN ou d'ARN est immobilisé dans une préparation de cellules ou de chromosomes fixée205
  - Hybridation chromosomique in situ205
  - Hybridation tissulaire in situ206
  - L'hybridation peut servir à cribler des colonies bactériennes porteuses d'ADN recombinant206
  - 7.4 Dosage d'ADN par hybridation sur micropuces 207
  - L'hybridation sur micropuces permet l'hybridation en parallèle de milliers de sondes différentes immobilisées207
  - Les micropuces à très forte densité en oligonucléotides sont des outils très performants pour l'analyse d'échantillons complexes d'ADN et d'ARN208
  - Micropuces Affymetrix à oligonucléotides209
  - Micropuces Illumina à oligonucléotides209
  - L'hybridation sur micropuces est surtout utilisée pour étudier le profil des transcrits ou détecter les modifications de l'ADN209
  - Lectures complémentaires211
  - Chapitre 8
    Analyse de la structure et de l'expression des gènes et du génome213
  - 8.1 Banques d'ADN 214
  - Les banques d'ADN génomique comprennent des copies de tous les fragments obtenus à partir des différentes molécules d'ADN d'une cellule214
  - Les banques d'ADNc comprennent des copies ADN des différentes molécules d'ARN contenues dans une cellule214
  - Pour être utile une banque d'ADN doit pouvoir être facilement criblée et propagée215
  - Criblage des banques215
  - Amplification et propagation des banques216
  - 8.2 Séquençage de l'ADN 217
  - Le séquençage de l'ADN par les didésoxynucléotides repose sur la synthèse enzymatique de l'ADN en présence de terminateurs de chaîne spécifiques à chacune des bases217
  - L'automatisation du séquençage de l'ADN utilisant les didésoxynucléotides augmente son efficacité218
  - Le pyroséquençage itératif enregistre les séquences ADN pendant leur synthèse219
  - Le séquençage parallèle massif d'ADN permet le séquençage simultané d'une énorme quantité de fragments d'ADN différents220
  - Séquençage parallèle massif d'ADN amplifié220
  - Séquençage d'une molécule unique isolée220
  - Les méthodes de capture d'ADN sur micropuces permettent le re-séquençage de façon efficace223
  - 8.3 Analyse de la structure du génome et les projets « génome » 224
  - Des cartes de référence sont nécessaires pour le premier séquençage des génomes complexes225
  - L'ordre dans lequel les clones d'ADN génomique apparaissent dans un contig suit leur organisation originale dans le chromosome226
  - Le Projet Génome Humain a été le premier grand projet de coopération internationale en biologie228
  - Les premières cartes génétiques humaines étaient de faible résolution et construites essentiellement avec des marqueurs ADN anonymes228
  - Les cartes physiques du génome humain ont évolué de cartes positionnant des marqueurs en cartes situant des clones contigus (contigs)230
  - La phase finale de séquençage du Projet Génome Humain fut une véritable course à qui finirait le premier231
  - Des projets du type Génome ont aussi été menés pour toute une variété d'organismes modèles234
  - De banques de données et des navigateurs puissants aident à stocker et à analyser les données sur le génome235
  - Différents programmes informatiques sont conçus pour prédire et répertorier (annoter) les gènes au sein des séquences génomiques235
  - De façon surprenante, il est extrêmement difficile d'obtenir une estimation précise du nombre de gènes chez l'Homme238
  - 8.4 Analyses de base de l'expression des gènes 239
  - Principes du criblage d'expression239
  - Les méthodes basées sur l'hybridation permettent une analyse semi-quantitative à haute résolution des transcrits de gènes individuels240
  - Méthodes basées sur l'hybridation pour mesurer la taille et quantifier les transcrits241
  - Hybridation tissulaire in situ241
  - Les méthodes de PCR quantitatives sont largement utilisées pour le criblage d'expression241
  - Des anticorps spécifiques peuvent être utilisés pour suivre les protéines exprimées par des gènes particuliers242
  - L'expression de protéines dans les cellules en culture est souvent analysée par différents types de microscopie à fluorescence244
  - 8.5 Analyses massivement parallèles de l'expression des gènes 245
  - Les micropuces à ADN ou à oligonucléotides permettent d'effectuer rapidement un profil global de transcrit245
  - Le profilage moderne à l'expression globale des gènes utilise le séquençage afin de quantifier les transcrits248
  - Le profil d'expression global des protéines est souvent déterminé par électrophorèse bidimensionnelle sur gel et spectrométrie de masse249
  - Électrophorèse bidimensionnelles sur gel de polyacrylamide249
  - Spectrométrie de masse250
  - L'analyse comparative de l'expression des protéines a de nombreuses applications252
  - Lectures complémentaires 253
  - Chapitre 9
    Organisation du génome humain255
  - 9.1 Organisation générale du génome humain 257
  - L'information génétique du génome mitochondrial est empaquetée de façon dense257
  - Réplication de l'ADN mitochondrial257
  - Gènes mitochondriaux et leur transcription257
  - Le code génétique mitochondrial258
  - Le génome nucléaire humain est constitué de 24 molécules très différentes d'ADN chromosomique260
  - Le génome humain contient au moins 26 000 gènes, mais le nombre exact de gènes est difficile à déterminer261
  - Les gènes humains sont répartis de façon inégale entre et au sein des chromosomes263
  - La duplication de segments d'ADN a entraîné des variations dans le nombre de copies des gènes et la création de familles de gènes263
  - Mécanismes de duplication de gènes263
  - 9.2 Gènes codant des protéines 265
  - Les gènes humains codant des protéines ont une taille et une organisation interne très variables265
  - Diversité de taille265
  - Séquences répétées au sein de l'ADN codant266
  - Des protéines différentes peuvent être codées par des unités de transcription chevauchantes266
  - Gènes chevauchants et gènes à l'intérieur d'un gène266
  - Gènes transcrits de façon divergente ou co-transcrits à partir d'un promoteur commun266
  - Les gènes humains codant des protéines appartiennent souvent à des familles de gènes qui peuvent être regroupées ou dispersées sur des chromosomes différents268
  - On distingue plusieurs classes de familles de gènes humains en fonction du degré d'homologie de séquence ou de structure de leurs produits protéiques269
  - Les duplications de gènes ayant donné naissance aux familles multigéniques ont aussi créé des pseudogènes et des fragments de gènes271
  - 9.3 Gènes d'ARN 274
  - Plus de 1 000 gènes humains codent des ARNr et ARNt, le plus souvent au sein de grands groupes de gènes277
  - Gènes des ARN ribosomiques277
  - Gènes des ARN de transfert279
  - Des familles de gènes dispersées codent différents petits ARN nucléaires qui facilitent l'expression génique générale280
  - Gènes des petits ARN nucléaires des splicéosomes281
  - Gènes des petits ARN nucléaires non impliqués dans les splicéosomes282
  - Gènes des petits ARN nucléolaires282
  - Gènes des petits ARN des corpuscules de Cajal283
  - Près de 1 000 microARN humains différents contrôlent des ensembles complexes de gènes cibles en s'appariant aux transcrits ARN283
  - Plusieurs milliers d'ARNpi différents et de petits ARNsi endogènes inhibent la transposition et contrôlent l'expression génique285
  - ARN interagissant avec les protéines Piwi285
  - Petits ARN interférents endogènes286
  - Plus de 3 000 gènes humains synthétisent une grande variété d'ARN régulateurs, d'une taille moyenne à grande287
  - 9.4 ADN hautement répétitif : Hétérochromatine et répétitions de transposons 289
  - L'hétérochromatine constitutive est essentiellement composée de longs ensembles de répétitions d'un grand nombre de copies d'ADN en tandem289
  - Les répétitions dérivées de transposons représentent plus de 40 % du génome humain et sont issues surtout d'intermédiaires ARN290
  - Transposons à LTR humains291
  - Transposons fossiles d'ADN humain291
  - Quelques éléments LINE-1 humains sont des transposons actifs et permettent la transposition d'autres types de séquences ADN291
  - Les répétitions Alu sont les éléments d'ADN humain les plus nombreux et ils proviennent de copies de l'ARN 7SL292
  - Conclusion 293
  - Lectures complémentaires 294
  - Chapitre 10
    Organismes modèles, génomique comparative et évolution297
  - 10.1 Organismes modèles 298
  - Les organismes modèles unicellulaires aident à comprendre la biologie cellulaire fondamentale et les agents pathogènes microbiens298
  - Quelques modèles d'invertébrés offrent la possibilité d'analyses génétiques à haut débit et à faible coût, et peuvent parfois être utilisés comme modèles de maladie301
  - Différents modèles de poissons, grenouilles et oiseaux permettent d'accéder à l'étude du développement des vertébrés301
  - Les modèles de mammifères sont désavantagés par des limitations pratiques et des préoccupations éthiques303
  - L'homme est l'ultime organisme modèle et c'est probablement celui qui sera le plus utilisé dans un futur proche305
  - 10.2 Génomique comparative 306
  - Contraintes au cours de l'évolution et préservation de la fonction par la sélection purificatrice306
  - Séquences évoluant rapidement et sélection positive308
  - Différents programmes informatiques permettent l'alignement automatisé des séquences du génome308
  - La génomique comparative permet de valider les gènes prédits et d'en identifier de nouveaux309
  - La génomique comparative a révélé une quantité surprenante d'ADN fonctionnel non codant chez les mammifères310
  - La génomique comparative a été particulièrement importante pour l'identification des séquences régulatrices312
  - 10.3 Évolution des gènes et du génome 313
  - La complexité génique est augmentée par la duplication et le transfert d'exons314
  - Duplication d'exons314
  - Transfert d'exons315
  - La duplication de gènes peut permettre d'augmenter le dosage génique, mais son intérêt principal est de permettre la complexité fonctionnelle315
  - La superfamille de la globine illustre les divergences de régulation et de fonction des gènes après leur duplication317
  - Deux ou trois duplications majeures du génome entier ont eu lieu chez les vertébrés depuis leur séparation d'avec les tuniciers318
  - Des réarrangements chromosomiques majeurs ont eu lieu au cours de l'évolution du génome des mammifères319
  - Dans les chromosomes sexuels hétéromorphes, le plus petit chromosome est limité à un sexe et ne comporte que peu de gènes dont la plupart sont non recombinants320
  - Les régions pseudo-autosomiques ont changé rapidement au cours de l'évolution322
  - Les chromosomes sexuels humains sont apparus après le développement d'un locus de détermination sexuelle sur un autosome, ce qui a entraîné sa divergence de son homologue323
  - De nombreux gènes situés sur le chromosome Y et exprimés dans le testicule sont maintenus essentiellement par conversion génique intrachromosomique324
  - L'inactivation du chromosome X s'est développée en réponse à la déplétion du chromosome Y326
  - 10.4 Place de l'homme dans l'arbre de la vie 326
  - La phylogénétique moléculaire utilise les alignements de séquences pour construire des arbres de l'évolution326
  - Les arbres de l'évolution peuvent être construits de différentes manières et leur fiabilité est testée par des méthodes statistiques328
  - Le paradoxe de la valeur G : la complexité d'un organisme n'est pas reliée de manière simple au nombre de gènes codant des protéines329
  - L'expansion marquée de familles de gènes spécifiques de lignées implique souvent des gènes environnementaux332
  - Les séquences d'ADN régulatrices et d'autres séquences d'ADN non codant ont subi des expansions significatives chez les métazoaires complexes333
  - Des mutations dans les séquences régulatrices en cis conduisent à des différences d'expression des gènes, qui sous-tendent la divergence morphologique333
  - Les exons spécifiques de lignées et les éléments régulateurs en cis peuvent provenir d'éléments transposables335
  - Des expansions de familles de gènes et des pertes/inactivations de gènes se sont produites récemment dans les lignées humaines, mais les gènes spécifiquement humains sont très rares337
  - La génomique comparative et les études portant sur les phénotypes cherchent à identifier des séquences ADN importantes dans la définition d'un humain339
  - Conclusion 341
  - Lectures complémentaires 342
  - Chapitre 11
    Expression des gènes humains345
  - 11.1 Promoteurs et transcrits primaires 347
  - La transcription par l'ARN polymérase II est un processus en plusieurs étapes347
  - Définition du promoteur principal et du site d'initiation de la transcription347
  - Assemblage de l'appareil de transcription de base348
  - Élongation du transcrit349
  - Terminaison de la transcription349
  - De nombreuses autres protéines modulent l'activité de l'appareil de transcription de base349
  - Les protéines de liaison à l'ADN spécifiques de séquences peuvent se lier à proximité du promoteur ou à distance350
  - Les co-activateurs et les co-répresseurs agissent sur les promoteurs sans se lier à l'ADN352
  - 11.2 Conformation de la chromatine : méthylation de l'ADN et code des histones 353
  - Les modifications des histones dans les nucléosomes pourraient représenter un code des histones353
  - Chromatine ouverte et fermée354
  - Complexes de remodelage de la chromatine dépendant de l'ATP356
  - La méthylation de l'ADN est un mode de contrôle important de l'expression génique357
  - Protéines de liaison aux CpG méthylés358
  - Méthylation de l'ADN au cours du développement359
  - Les états de la chromatine sont entretenus par différents mécanismes dépendant les uns des autres360
  - Rôle de la protéine HP1361
  - Rôle des petites molécules d'ARN361
  - Rôle de la localisation nucléaire361
  - N'y a-t-il pas une unique cause première ?362
  - Le but du projet Encode est d'apporter une vue complète de la transcription et de son contrôle362
  - La transcription est beaucoup plus étendue qu'on ne l'avait imaginé362
  - Comment prédire les sites d'initiation de la transcription364
  - 11.3 Mémoire épigénétique et empreinte 365
  - La mémoire épigénétique dépend de la méthylation de l'ADN et peut-être des groupes de protéines Polycomb et Thrithorax365
  - Inactivation de l'X : une modification épigénétique transmissible d'une cellule à sa cellule fille, mais pas de parent à enfant365
  - Initiation de l'inactivation de l'X : rôle de XIST366
  - Échapper à l'inactivation de l'X367
  - Dans les loci soumis à empreinte, l'expression dépend de l'origine parentale367
  - Les syndromes de Prader-Willi et d'Angelman sont des exemples classiques de pathologies de l'empreinte chez l'homme368
  - Deux questions se posent à propos de l'empreinte : comment et pourquoi ?370
  - Les paramutations sont un type de modification épigénétique transgénérationnelle370
  - Certains gènes sont exprimés à partir d'un seul allèle, mais indépendamment de l'origine parentale371
  - 11.4 Un gène - Plus d'une protéine 372
  - De nombreux gènes ont plusieurs promoteurs372
  - L'épissage alternatif permet à un unique transcrit de coder plusieurs isoformes d'une protéine373
  - L'édition de l'ARN peut modifier la séquence d'un ARNm après la transcription374
  - 11.5 Contrôle de l'expression des gènes au niveau de la traduction 375
  - Des contrôles supplémentaires décident où et quand un ARNm est traduit375
  - La découverte de nombreux petits ARN qui contrôlent l'expression des gènes a entraîné un déplacement de paradigme dans la biologie cellulaire376
  - Les microARN en tant que régulateurs de la traduction376
  - MicroARN et cancer378
  - Quelques questions non résolues378
  - Conclusion 378
  - Lectures complémentaires 379
  - Chapitre 12
    Étude de la fonction des gènes à l'ère post-génomique381
  - 12.1 Étude de la fonction des gènes : généralités 382
  - La fonction des gènes peut être étudiée à différents niveaux383
  - Études de l'expression des gènes383
  - Inactivation des gènes et inhibition de leur expression383
  - Définition de partenaires moléculaires pour les produits de gène383
  - L'analyse de l'ensemble du génome vise à intégrer les analyses de la fonction des gènes384
  - 12.2 Approches bio-informatiques de l'étude de la fonction des gènes 384
  - Les recherches d'homologies de séquences peuvent apporter des indices précieux sur la fonction des gènes385
  - La recherche dans les banques de données est souvent effectuée avec une séquence modèle conservée au cours de l'évolution386
  - La comparaison avec des domaines et motifs protéiques documentés peut apporter des indices supplémentaires sur la fonction des gènes388
  - 12.3 Étude de la fonction des gènes par inactivation sélective ou modification 389
  - Des indices sur la fonction des gènes peuvent être déduits à partir de différents types de manipulations génétiques389
  - La technique de l'ARN interférent est la principale méthode permettant d'évaluer la fonction des gènes dans des cellules de mammifères en culture390
  - Le criblage global par ARNi représente une approche au niveau des systèmes pour l'étude de la fonction des gènes dans les cellules392
  - L'inactivation des gènes dans la lignée germinale permet d'acquérir l'information la plus détaillée sur la fonction des gènes392
  - 12.4 Protéomique, interactions protéine-protéine et interactions protéines-ADN 393
  - La protéomique s'intéresse essentiellement à l'identification et à la caractérisation biochimique et fonctionnelle des protéines393
  - Des études à grande échelle sur les interactions de protéine à protéine cherchent à définir les réseaux protéiques fonctionnels395
  - Le criblage par la technique du double hybride de levure est basé sur la reconstitution d'un facteur de transcription fonctionnel396
  - La spectrométrie de masse couplée à la purification par affinité est souvent utilisée pour cribler d'éventuelles protéines partenaires à une protéine test397
  - Les interactions entre protéines suggérées par le criblage sont souvent validées par co-immunoprécipitation ou par la méthode dite du « pull-down »398
  - L'étude des interactions entre protéines (interactome) permet d'aborder la biologie des systèmes399
  - La définition des interactions entre acides nucléiques et protéines est cruciale pour la compréhension du fonctionnement des gènes401
  - Cartographie des interactions entre protéine et ADN in vitro401
  - Cartographie des interactions entre protéines et ADN in vivo402
  - Conclusion 403
  - Lectures complémentaires 404
  - Chapitre 13
    Variabilité génétique humaine et ses conséquences405
  - 13.1 Les différents types de variations entre les génomes humains 406
  - Les polymorphismes portant sur un seul nucléotide sont en nombre les variants génétiques les plus abondants406
  - Les séquences dispersées et les répétitions en tandem peuvent présenter des variations polymorphes408
  - Polymorphismes des courtes répétitions en tandem : outil de base des études familiales ou de médecine légale408
  - Les variations à grande échelle du nombre de copies surviennent avec une fréquence surprenante dans le génome humain409
  - 13.2 Dommages de l'ADN et mécanismes de réparation 411
  - L'ADN dans les cellules demande un entretien constant pour réparer les dommages et corriger les erreurs411
  - Effets des dommages de l'ADN413
  - La réplication, la transcription, la recombinaison et la réparation de l'ADN utilisent des complexes multiprotéiques dont certains composants sont communs415
  - Les défauts de réparation de l'ADN sont la cause de nombreuses maladies humaines415
  - Groupes de complémentations416
  - 13.3 Variants d'ADN pathogènes 416
  - Il peut être difficile de déterminer si un variant de séquence d'ADN est pathogène ou non416
  - Le changement d'un seul nucléotide ou d'autres changements à petite échelle sont fréquemment pathogènes417
  - Mutations faux-sens417
  - Mutations non-sens418
  - Changements affectant l'épissage du transcrit primaire419
  - Décalages du cadre de lecture420
  - Changements affectant le niveau d'expression des gènes421
  - Changements synonymes (silencieux) pathogènes422
  - Les variations des répétitions courtes en tandem peuvent éventuellement être pathogènes422
  - Mutations dynamiques : une classe spéciale de variants de microsatellites pathogènes423
  - Les variants qui affectent le dosage d'un ou de plusieurs gènes peuvent être pathogènes425
  - 13.4 Pathologie moléculaire : comprendre les effets des variants 428
  - La distinction la plus importante en pathologie moléculaire se fait entre perte de fonction et gain de fonction428
  - L'hétérogénéité allélique est un trait fréquent des phénotypes perte de fonction429
  - Les mutations perte de fonction produisent des phénotypes dominants en cas d'haplo-insuffisance429
  - Les effets dominants-négatifs s'observent lorsque le produit d'un gène muté contrarie la fonction du produit normal431
  - Les mutations gain de fonction affectent souvent la façon dont un gène ou son produit réagit aux signaux régulateurs432
  - Maladies due à un gain de fonction des récepteurs hormonaux couplés à une protéine G433
  - L'homogénéité allélique n'est pas toujours due à un gain de fonction433
  - Des mutations perte de fonction ou gain de fonction dans un même gène donneront des phénotypes différents433
  - 13.5 La recherche des corrélations génotype-phénotype 435
  - L'effet sur le phénotype des mutations perte de fonction dépend du niveau résiduel de fonction du gène435
  - Les corrélations génotype-phénotype sont particulièrement pauvres dans les maladies dues à des mutations mitochondriales436
  - La variabilité au sein des familles est une preuve de l'existence de gènes modificateurs ou d'effets aléatoires437
  - Conclusion438
  - Lectures complémentaires438
  - Chapitre 14
    Cartographie génétique des caractères mendéliens441
  - 14.1 Rôle de la recombinaison dans la cartographie génétique 442
  - Les recombinants sont identifiés par génotypage des parents et de leurs enfants au niveau de paires de locus442
  - La fraction de recombinaison est une mesure de la distance génétique entre deux locus442
  - Si grande que soit la distance entre deux locus, la fréquence de recombinaison ne dépasse jamais 0,5445
  - Les fonctions de cartographie définissent les relations entre fraction de recombinaison et distance génétique445
  - Le nombre de chiasmas donne une estimation de la longueur totale de la carte446
  - Les événements de recombinaison ne sont pas distribués au hasard le long des chromosomes et les distances sur les cartes génétiques peuvent donc ne pas correspondre aux distances physiques446
  - 14.2 Cartographie d'un locus de maladie 448
  - La cartographie des gènes responsables de maladies humaines repose sur des marqueurs génétiques448
  - Des méioses informatives sont nécessaires pour réaliser des analyses de liaisons449
  - Des marqueurs doivent être répartis tout le long du génome449
  - En général, les analyses de liaisons utilisent comme marqueurs sot des microsatellites marqués par fluorescence, soit des SNP450
  - 14.3 Cartographie à deux points 451
  - Déteminer les recombinants dans les généalogies humaines n'est pas toujours facile451
  - L'analyse informatique des lod scores est le meilleur moyen de rechercher les liaisons entre caractères mendéliens dans les généalogies complexes452
  - Les lod scores de +3 et de -2 sont les critères de liaison ou d'exclusion (pour un test unique)453
  - Pour les recherches sur la totalité du génome, un seuil de signification incluant le génome entier doit être utilisé455
  - 14.4 Cartographie multipoints 455
  - Les familles du CEPH ont été utilisées pour construire des cartes de référence de marqueurs455
  - La cartographie multipoints permet de localiser le locus d'une maladie su une carte de marqueurs456
  - 14.5 Cartographie génétique fine construite à partir de familles étendues et d'haplotypes ancestraux 457
  - La cartographie par autozygotie permet de localiser efficacement les maladies récessives dans les familles consanguines étendues457
  - L'identification de segments de chromosomes ancestraux partagés permet de tracer une carte génétique à haute résolution459
  - 14.6 Problèmes posés par l'analyse standard de lod scores 460
  - Des erreurs de génotypage et des diagnostics erronés peuvent faire apparaître des faux recombinants461
  - Des difficultés informatiques limitent les familles qui peuvent être analysées462
  - L'hétérogénéité d'un locus est toujours un piège pour la cartographie des gènes humains462
  - La cartographie basée sur les études familiales a une résolution limitée462
  - Les caractères dont la transmission n'obéit pas aux lois de Mendel ne peuvent pas être cartographiés par les méthodes décrites dans ce chapitre463
  - Conclusion463
  - Lectures complémentaires464
  - Chapitre 15
    Cartographie des gènes conférant une susceptibilité à des maladies complexes467
  - 15.1. Études familiales de maladies complexes 468
  - Le rapport de risque (...) est une mesure du regroupement familial468
  - Un environnement familial partagé est une explication alternative aux regroupements familiaux469
  - Les études de jumeaux présentent de nombreuses limitations469
  - Jumeaux monozygotes séparés470
  - Les études d'adoption sont la méthode de référence pour distinguer les facteurs génétiques des facteurs environnementaux471
  - 15.2 Analyse de ségrégation 471
  - L'analyse de ségrégation complexe estime le mélange le plus probable de facteurs génétiques à partir d'un ensemble de données familiales471
  - 15.3 Analyses de liaison des caractères complexes 473
  - L'analyse standard de lod score n'est habituellement pas adaptée aux caractères non mendéliens473
  - Familles presque mendéliennes473
  - L'analyse de liaison non paramétrique ne nécessite pas de modèle génétique474
  - Identité par descendance contre identité par état474
  - Analyse des paires de germains474
  - L'analyse de liaison des maladies complexes présente plusieurs faiblesses475
  - Seuils de signification475
  - Avoir de la chance476
  - Un exemple : l'analyse de liaison de la schizophrénie476
  - 15.4 Études d'association et de déséquilibre de liaison 477
  - Les associations peuvent avoir de nombreuses causes possibles477
  - L'association est distincte de la liaison, excepté lorsque famille et population se confondent479
  - Les études d'association dépendent de la présence de déséquilibre de liaison479
  - La taille des fragments de chromosome ancestraux partagés480
  - Étude du déséquilibre de liaison481
  - Le Projet HapMap est l'étude décisive des déséquilibres de liaison du génome humain481
  - Utilisation de marqueurs SNP484
  - 15.5 Études des associations en pratique 484
  - Les premières études ont souffert de plusieurs faiblesses de méthodologie485
  - Le test de déséquilibre de transmission évite le problème des contrôles appariés485
  - Les études d'association peuvent être plus puissantes que les études de liaison pour détecter des allèles à faible susceptibilité486
  - Les études cas-témoins présentent une alternative possible aux études d'association par TDT487
  - Des populations particulières peuvent offrir des avantages dans les études d'association488
  - Une nouvelle génération d'études d'association sur le génome entier a finalement permis de sortir de l'impasse dans laquelle se trouvait la recherche sur les maladies complexes488
  - La taille du risque relatif490
  - 15.6 Limites des études d'association 491
  - L'hypothèse « à maladie fréquente, variant fréquent » propose que les facteurs de susceptibilité ont des origines très anciennes491
  - L'hypothèse d'un rôle sélectif des mutations suggère qu'un ensemble hétérogène de mutations récentes est responsable de la plupart des susceptibilités aux maladies492
  - Pour arriver à rendre compte de la susceptibilité génétique, il faudra tenir compte à la fois de l'hypothèse « maladie fréquente, variant fréquent » et de l'hypothèse « mutation-sélection »493
  - Conclusion494
  - Lectures complémentaires495
  - Chapitre 16
    Identification des gènes et des facteurs de susceptibilité des maladies humaines497
  - 16.1 Clonage positionnel 498
  - Le clonage positionnel permet d'identifier le gène d'une maladie à partir de sa localisation approximative sur un chromosome499
  - La première étape du clonage positionnel consiste à définir la région candidate le plus précisément possible500
  - Le deuxième étape consiste à établir une liste de gènes dans la région candidate500
  - La troisième étape consiste à décider quels gènes, dans la région candidate, seront testés en priorité à la recherche de mutations501
  - Expression appropriée501
  - Fonction appropriée502
  - Homologies et relations fonctionnelles502
  - Les modèles de souris jouent un rôle particulier dans l'identification des gènes responsables des maladies humaines503
  - 16.2 Importance des patients présentant des anomalies chromosomiques 504
  - Les patients présentant une anomalie chromosomique équilibrée et un phénotype inexpliqué fournissent des données importantes à la recherche504
  - Les translocations X-autosomes représentent un cas particulier505
  - Les réarrangements qui apparaissent équilibrés au microscope ne sont pas toujours équilibrés au niveau moléculaire506
  - L'hybridation génomique comparative permet une recherche systématique des microdélétions et des microduplications507
  - Les effets à distance sont des pièges dans l'identification d'un gène responsable d'une maladie508
  - 16.3 Stratégies d'identification des gènes de maladie indépendantes de la position 509
  - Le gène responsable d'une maladie peut être identifié si on connaît la protéine qu'il produit509
  - Le gène responsable d'une maladie peut être identifié par la fonction ou les interactions de son produit509
  - Le gène responsable d'une maladie peut être identifié à l'aide d'un modèle animal, même en l'absence d'information positionnelle511
  - Le gène d'une maladie peut être identifié en utilisant les caractéristiques de la séquence ADN511
  - 16.4 Comment tester un gène candidat défini par clonage positionnel 512
  - Pour les maladies mendéliennes, on recherche généralement des mutations du gène candidat dans un groupe de patients non apparentés512
  - Des modifications épigénétiques peuvent être responsables d'une maladie sans changement de la séquence ADN513
  - Le gène sous-tendant une maladie n'est pas forcément évident514
  - L'hétérogénéité de locus est la règle plutôt que l'exception514
  - Des études supplémentaires sont souvent nécessaires pour confirmer que le gène correct a été identifié515
  - 16.5 Identification des variants responsables à partir des études d'association 515
  - L'identification de variants responsables n'est pas simple516
  - Les variants responsables sont identifiés par une combinaison d'études statistiques et fonctionnelles516
  - L'analyse fonctionnelle des SNP dans les séquences sans fonction connue est particulièrement difficile518
  - Calpaïne - 10 et diabète de type 2518
  - Le chromosome 8q24 et la susceptibilité au cancer de la prostate518
  - 16.6 Huit exemples d'identification de gènes responsables de maladies 519
  - Étude de cas 1 : la dystrophie musculaire de Duchenne519
  - Étude de cas 2 : la mucoviscidose520
  - Étude de cas 3 : le syndrome branchio-oto-rénal522
  - Étude de cas 4 : déficit multiple en sulfatase522
  - Étude de cas 5 : persistance de la lactase intestinale523
  - Étude de cas 6 : le syndrome charge525
  - Étude de cas 7 : cancer du sein526
  - Étude de cas 8 : la maladie de Crohn528
  - 16.7 Dans quelle mesure l'identification des gènes responsables des maladies a-t-elle atteint son but ? 531
  - La plupart des variants responsables de maladies mendéliennes ont été identifiés531
  - Les études d'association sur génome entier ont connu de nombreux succès, mais l'identification du vrai variant fonctionnel reste difficile532
  - Des résultats cliniquement utiles ont été obtenus dans quelques maladies complexes532
  - Maladie d'Alzheimer532
  - Dégénérescence maculaire liée à l'âge533
  - Eczéma (dermatite atopique)533
  - Problème de la transmission cachée534
  - Conclusion 534
  - Lectures complémentaires 535
  - Chapitre 17
    Génétique du cancer537
  - 17.1 Développement du cancer 539
  - 17.2 Oncogènes 540
  - Les oncogènes interviennent dans les voies de signalisation impliquées dans la croissance cellulaire541
  - L'activation d'un oncogène implique un gain de fonction542
  - Activation par amplification542
  - Activation par une mutation ponctuelle543
  - Activation par translocation créant un nouveau gène chimérique543
  - Activation par translocation dans une région de la chromatine active sur le plan de la transcription544
  - L'activation des oncogènes n'est oncogénique que dans certaines circonstances546
  - 17.3 Gènes suppresseurs de tumeurs 546
  - Le rétinoblastome a fourni un paradigme qui a permis de comprendre les gènes suppresseurs de tumeurs546
  - Certains gènes suppresseurs de tumeurs présentent des variations par rapport au paradigme des deux événements547
  - La perte d'hétérozygotie a été largement utilisée comme marqueur pour localiser les gènes suppresseurs de tumeurs548
  - Les gènes suppresseurs de tumeurs sont souvent inhibés par le mécanisme épigénétique de méthylation549
  - 17.4 Anomalies de la régulation du cycle cellulaire dans le cancer 550
  - Trois gènes suppresseurs de tumeur principaux contrôlent les événements de la phase G₁551
  - pRb, un régulateur clé de la progression en phase G₁551
  - p53, le « gardien du génome »551
  - CDKN2A, un gène qui code deux protéines régulatrices clés552
  - 17.5 Instabilité du génome 553
  - Différentes méthodes sont utilisées pour détecter les anomalies chromosomiques dans les cellules cancéreuses553
  - Trois mécanismes principaux sont responsables de l'instabilité des chromosomes et des caryotypes anormaux553
  - Les télomères sont essentiels pour la stabilité des chromosomes554
  - L'ADN endommagé envoie des signaux à p53, qui initie les réponses de protection555
  - ATM, le détecteur initial des lésions555
  - La nibrine et le complexe MRN555
  - CHEK2, une kinase intermédiaire555
  - Rôle de BRCA1/2556
  - p53 à la rescousse556
  - Des anomalies de la machinerie de réparation sous-tendent de nombreuses maladies génétiques s'accompagnant d'une prédisposition au cancer556
  - L'instabilité des microsatellites a été découverte au cours des recherches sur le cancer familial du côlon557
  - 17.6 Cancer et étude du génome entier 559
  - La cytogénétique et les analyses sur micropuces donnent un aperçu des changements de structure de l'ensemble du génome559
  - Les nouvelles méthodes de séquençage permettent une étude des changements de séquence sur l'ensemble du génome559
  - D'autres études apportent un aperçu sur l'ensemble des modifications épigénétiques observées dans le génome des tumeurs560
  - Des analyses d'expression génique sur tout le génome sont utilisées pour établir des signatures d'expression560
  - 17.7 Comprendre le développement en plusieurs étapes d'une tumeur 561
  - La microévolution du cancer colorectal a été particulièrement bien étudiée561
  - 17.8 Intégration des données : le cancer en termes de biologie cellulaire 564
  - On devrait penser la tumorigenèse en terme de voies suivies plutôt que de gènes particuliers564
  - Les tumeurs doivent être capables de stimuler l'angiogenèse et la formation de métastases.565
  - La biologie des systèmes pourrait finalement permettre une vue d'ensemble unifiée du développement des tumeurs566
  - Conclusion 566
  - Lectures complémentaires 567
  - Chapitre 18
    Analyse génétique chez les individus569
  - 18.1 Que tester et pourquoi 571
  - De nombreux types différents d'échantillons peuvent être utilisés pour les tests génétiques571
  - ARN ou ADN ?572
  - Tests fonctionnels572
  - 18.2 Analyse d'un gène à la recherche de mutations 572
  - La recherche des mutations d'un gène est réalisée habituellement par séquençage573
  - Différentes techniques ont été utilisées pour analyser un gène rapidement et chercher des mutations574
  - Méthodes de recherche basées sur la détection de mésappariements ou d'hétéroduplex574
  - Méthodes de recherche basées sur l'analyse de conformation d'un simple brin576
  - Méthodes de recherche basées sur la traduction : test de protéine tronquée576
  - Les micropuces permettent d'analyser un gène en une seule fois pour presque n'importe quelle mutation576
  - Les profils de méthylation de l'ADN peuvent être détectés par différentes méthodes577
  - Les variants non décrits sont un problème majeur578
  - 18.3 Recherche d'un changement de séquence particulier 579
  - Rechercher la présence ou l'absence d'un site de restriction579
  - Hybridation d'oligonucléotides spécifiques d'allèles580
  - Amplification par PCR spécifique d'allèle581
  - Test par ligation d'oligonucléotides581
  - Miniséquençage par extension d'amorce581
  - Pyroséquençage583
  - Génotypage par spectrométrie de masse583
  - Génotypage en parallèle en masse des SNP sur micropuces583
  - 18.4 Quelques tests particuliers 585
  - La recherche de délétion ou de duplications d'exon entier nécessite des techniques particulières585
  - Test d'amplification de sonde en multiplex dépendant de la ligation (MLPA)585
  - Délétion du gène de la dystrophine chez les hommes586
  - Absence apparente de maternité dans une famille où est observée la ségrégation d'une délétion587
  - Une PCR quantitative est utilisée pour le diagnostic prénatal d'aneuploïdie chez le foetus587
  - Certaines maladies liées à des répétitions de triplets nécessitent des tests spécifiques588
  - Le dépistage des mutations de certaines maladies doit tenir compte des variations géographiques589
  - L'analyse des maladies présentant une hétérogénéité de locus importante reste un défi590
  - 18.5 Ségrégation de gènes 592
  - La ségrégation de gènes implique trois étapes logiques592
  - La recombinaison impose des limites fondamentales à la fiabilité de la technique de ségrégation de gènes593
  - Calculs de risques et ségrégation de gènes594
  - Calculs de Bayes594
  - Utilisation d'un programme d'analyse de liaison pour calculer les risques génétiques595
  - Problèmes particuliers posés par la dystrophie musculaire de Duchenne595
  - 18.6 Établir un profil ADN 596
  - Un grand nombre de polymorphismes différents de l'ADN ont été utilisés pour établir les profils ADN596
  - Empreinte ADN utilisant des sondes minisatellites596
  - Profils ADN utilisant des microsatellites marqueurs597
  - Polymorphismes du chromosome Y et des mitochondries597
  - Le profil d'ADN est utilisé pour exclure ou établir une paternité598
  - Le profil ADN peut être utilisé pour identifier l'origine d'échantillons cliniques598
  - Le profil ADN peut être utilisé pour déterminer si des jumeaux sont homozygotes ou non598
  - Le profil ADN a révolutionné les investigations en médecine légale, mais pose des problèmes concernant les libertés civiles599
  - Problèmes techniques599
  - Problèmes juridiques600
  - Considérations éthiques et politiques601
  - Conclusion602
  - Lectures complémentaires603
  - Chapitre 19
    Pharmacogénétique, médecine personnalisée et dépistage des populations605
  - 19.1 Évaluation des tests cliniques 606
  - La validité analytique d'un test est mesurée par son exactitude606
  - La validité clinique d'un test est mesurée par sa capacité à prédire une maladie607
  - Il faut aussi évaluer l'utilité clinique des tests et savoir s'ils sont éthiquement acceptables608
  - 19.2 Pharmacogénétique et pharmacogénomique 609
  - De nombreuses différences génétiques affectent le métabolisme des médicaments610
  - Les cytochromes P450 sont responsables d'une grande partie de la phase 1 du métabolisme des médicaments610
  - CYP2D6611
  - Autres enzymes P450612
  - Un autre variant d'une enzyme de phase 1 pose un problème en chirurgie613
  - Les réactions de conjugaison de la phase 2 produisent des dérivés d'un médicament, solubles dans l'eau et faciles à excréter613
  - Acétylateurs lents ou rapides613
  - UGT1A1 glucuronyltransférase614
  - Glutathion-S-transférase GSTM1, GSTT1614
  - Thiopurine-méthyltransférase614
  - Les variations génétiques de sa cible peuvent modifier la pharmacodynamique d'un médicament614
  - Variants des récepteurs bêta-adrénergiques614
  - Variations de l'enzyme de conversion de l'angiotensine615
  - Variations du récepteur de la sérotonine HT2RA615
  - Hyperthermie maligne et récepteur de la ryanodine616
  - 19.3 Médecine personnalisée : prescrire le meilleur médicament possible 616
  - En l'absence de génotypage au lit du malade, il est difficile de mettre cet idéal en pratique616
  - Les effets des médicaments sont souvent polygéniques616
  - Warfarine617
  - Les laboratoires pharmaceutiques n'avaient jusqu'à maintenant que peu d'intérêt à promouvoir la médecine personnalisée618
  - Les étapes du développement d'un médicament618
  - Certains médicaments sont conçus ou agréés pour le traitement de patients présentant un génotype particulier619
  - Le trastuzumab pour les cancers du sein avec amplification de HER2619
  - Géfitinib pour le cancer du poumon et d'autres cancers présentant des mutations de EGFR620
  - L'établissement du profil d'expression des tumeurs pourrait conduire à un traitement personnalisé620
  - Une approche alternative : la médecine dépersonnalisée et la pilule multiple (polypill)621
  - 19.4 Médecine personnalisée : tests de susceptibilité aux maladies complexes 622
  - Les chercheurs sont enfin capables d'identifier des facteurs génétiques de susceptibilité622
  - Les facteurs individuels sont presque toujours faibles622
  - Si un test unique ne permet pas une prédiction forte, peut-être qu'une batterie de tests le permettra623
  - Il reste beaucoup d'inconnues concernant la validité clinique des tests de susceptibilité624
  - Risque du diabète de type 2 : les études Framingham et scandinaves625
  - Risque de cancer du sein : l'étude de Pharoah et al.625
  - Risque de cancer de la prostate : l'étude de Zheng et al.627
  - Les preuves de l'utilité clinique des tests de susceptibilité sont presque totalement manquantes627
  - 19.5 Dépistage des populations 628
  - Les tests de dépistage ne sont pas des tests de diagnostic629
  - Le dépistage prénatal du syndrome de Down définit un seuil arbitraire pour établir le diagnostic629
  - Un programme de dépistage acceptable doit obéir à certains critères631
  - Quel est le but du dépistage ?631
  - Sensibilité et spécificité631
  - Comment choisir les sujets d'un dépistage633
  - Un cadre éthique pour le dépistage633
  - Certaines personnes craignent que les programmes de dépistage prénatal dévaluent et stigmatisent les individus atteints633
  - Certaines personnes craignent que permettre aux individus porteurs de maladies génétiques de mener une vie normale ne soit porteur de difficultés pour les générations futures634
  - 19.6 Le nouveau paradigme : prédire et prévenir 634
  - Conclusion636
  - Lectures complémentaires637
  - Chapitre 20
    Manipulations génétiques d'animaux pour modéliser des maladies et analyser la fonction des gènes639
  - 20.1 Aspects généraux 640
  - Les modèles animaux sont produits dans un large éventail d'espèces640
  - La plupart des modèles animaux sont créés artificiellement par modification génétique planifiée640
  - De nombreux types d'analyses de phénotypes peuvent être faits sur les modèles animaux642
  - 20.2 Produire des animaux transgéniques 643
  - Les animaux transgéniques ont de l'ADN exogène inséré dans leur lignée germinale643
  - La micro-injection dans le pronucléus est une méthode bien établie de production d'animaux transgéniques644
  - Des transgènes peuvent être directement insérés dans la lignée germinale par l'intermédiaire de cellules germinales, de gamètes ou de cellules pluripotentes issues de jeunes embryons645
  - Transfert de gène dans des gamètes et des précurseurs de cellules germinales645
  - Transfert de gène dans les cellules pluripotentes du jeune embryon ou des cellules souches pluripotentes en culture645
  - Transfert de gène dans des cellules somatiques (clonage animal)645
  - Le transfert nucléaire a été utilisé pour produire des mammifères domestiques génétiquement modifiés646
  - Les promoteurs exogènes représentent un moyen commode pour contrôler l'expression des transgènes646
  - Expression induite du transgène contrôlée par la tétracycline647
  - Expression induite du transgène contrôlée par le tamoxifène647
  - L'expression du transgène peut être influencée par des effets de position et la structure du locus648
  - 20.3 Modifications ciblées du génome et inactivation de gènes in vivo 648
  - La capacité d'isoler des lignées cellulaires ES pluripotentes a été l'événement phare de la génétique des mammifères648
  - Le ciblage des gènes permet la production d'animaux porteurs d'une mutation définie dans chacune de leurs cellules649
  - Différentes approches pour le ciblage de gènes permettent de créer des allèles nuls ou de subtiles mutations ponctuelles650
  - Gènes invalidés (knock-out)650
  - Insertion d'un gène invalidant (knock-in)650
  - Création de mutations ponctuelles651
  - Les systèmes microbiens de recombinaison spécifiques de site permettent l'inactivation conditionnelle de gènes et l'utilisation des techniques de génie génétique sur les chromosomes chez les animaux651
  - Inactivation conditionnelle de gène653
  - Génie génétique sur les chromosomes653
  - Les nucléases à doigts à zinc constituent une méthode alternative au ciblage de gène654
  - Les invalidations de gènes ciblées au niveau des ARN impliquent de couper les transcrits de gène ou d'inhiber leur traduction656
  - Inactivation de gène in vivo par ARN interférent656
  - Inactivation de gène avec les morpholino-oligonucléotides antisens656
  - 20.4 Mutagenèse au hasard et dépistage à grande échelle des animaux mutants 657
  - Le dépistage à haut débit implique souvent des mutations aléatoires produites par des agents chimiques qui induisent la mutation des bases de l'ADN par addition de radicaux éthyle658
  - Le mutagenèse d'insertion peut être effectuée dans des cellules ES par piégeage de gène au moyen de transgènes dont l'expression est déficiente658
  - Les transposons entraînent l'inactivation aléatoire du gène inséré en se déplaçant à l'intérieur du génome658
  - Mutagenèse d'insertion avec le transposon Sleeping Beauty659
  - Transposition par l'intermédiaire du transposon piggyBac (PB)660
  - Le Consortium International « Mouse Knockout » s'est fixé pour but d'invalider tous les gènes de la souris660
  - 20.5 Utilisation d'animaux génétiquement modifiés pour modéliser des maladies et analyser la fonction des gènes 661
  - Les animaux génétiquement modifiés nous ont permis de progresser dans notre connaissance de la fonction des gènes661
  - Création de modèles animaux de maladies humaines662
  - Les mutations perte de fonction sont modélisées par inactivation sélective du gène orthologue de la souris662
  - Allèles nuls663
  - Allèles humanisés663
  - Mutations de fuite et hypomorphes663
  - Les mutations gain de fonction sont facilement modélisées en exprimant un transgène mutant663
  - La modélisation des anomalies chromosomiques est un véritable défi666
  - La modélisation de cancers humains chez le souris est compliquée667
  - Gènes invalidés pour modéliser la perte de la fonction de suppresseur de tumeur668
  - Souris transgéniques pour modéliser l'activation des oncogènes670
  - Modélisation des cancers sporadiques670
  - Les souris dites humanisées peuvent permettre de surmonter certaines des différences entre espèces à l'origine de l'imperfection des modèles de souris670
  - De nouvelles avancées en génétique vont permettre d'étendre la gamme des modèles de maladies671
  - Conclusion672
  - Lectures complémentaires673
  - Chapitre 21
    Approche génétique du traitement des maladies677
  - 21.1 Traitement des maladies génétiques versus traitement génétique des maladies 678
  - Il est d'autant plus facile de traiter une maladie génétique que sa base biochimique est bien comprise678
  - Le traitement génétique d'une maladie peut se faire à différents niveaux679
  - 21.2 Approches génétiques du traitement des maladies par les médicaments, les protéines recombinantes et les vaccins 680
  - Les laboratoires pharmaceutiques ont lourdement investi dans la génomique pour essayer d'identifier de nouvelles cibles pour les médicaments680
  - Les protéines thérapeutiques peuvent être produites par clonage d'expression dans les microbes, les lignées cellulaires de mammifères ou les animaux transgéniques681
  - Le génie génétique a permis la fabrication de nouveaux anticorps au potentiel thérapeutique683
  - Les aptamères sont sélectionnés pour se lier à des protéines cibles spécifiques et inhiber leurs fonctions685
  - Des vaccins ont été produits par génie génétique pour améliorer leur fonction686
  - Vaccins contre le cancer687
  - 21.3 Principes et applications de la thérapie cellulaire 687
  - Les thérapies à base de cellules souches pourraient transformer le potentiel des transplantations687
  - Cellules souches embryonnaires688
  - Cellules souches tissulaires688
  - Difficultés pratiques de la thérapie cellulaire avec les cellules souches689
  - Thérapie cellulaire allogène ou autologue689
  - La reprogrammation nucléaire permet de nouvelles approches thérapeutiques et la création de modèles humains des maladies humaines690
  - Pluripotence induite dans les cellules somatiques693
  - Trans-dfférenciation694
  - On a montré que la thérapie par les cellules souche pouvait fonctionner, mais elle n'est pas encore au point695
  - 21.4 Principes de thérapie génique et systèmes de transfection de gènes de mammifères 696
  - Les gènes peuvent être transférés dans les cellules du patient qu'elles soient en culture ou dans les tissus699
  - L'integration des gènes thérapeutiques dans les chromosomes de l'hôte présente des avantages significatifs, mais pose aussi des problèmes de sécurité700
  - Les vecteurs viraux sont très efficaces pour le transfert de gène, permettent parfois une expression à long terme du transgène, mais beaucoup posent des problèmes de sécurité700
  - Vecteurs rétroviraux701
  - Utilisation de l'adénovirus et des virus associés à l'adénovirus (AAV) comme vecteurs702
  - Autres vecteurs viraux703
  - Les systèmes de vecteurs non viraux sont plus sûrs, mais le transfert de gène est moins efficace et l'expression du transgène souvent relativement faible704
  - Transfert d'acide nucléique par injection directe ou bombardement de particules704
  - Transfert de gène par l'intermédiaire de lipides704
  - Nanoparticules d'ADN compactées704
  - 21.5 Thérapeutiques à base d'ARN et d'oligonucléotide et réparation thérapeutique de gène 704
  - Les ARN thérapeutiques et les oligonucléotides sont souvent conçus pour inactiver sélectivement un allèle mutant705
  - Ribozymes thérapeutiques706
  - ARNsi thérapeutiques707
  - Les oligonucléotides anti-sens peuvent induire des sauts d'exons qui court-circuitent une mutation nocive707
  - Le ciblage d'un gène avec une nucléase à doigts à zinc peut réparer une mutation pathogène spécifique ou inactiver de façon spécifique un gène cible708
  - 21.6 La thérapie génique en pratique 709
  - Les premiers succès de la thérapie génique ont concerné des maladies héréditaires récessives des cellules sanguines710
  - Les thérapies géniques pour de nombreuses autres maladies monogéniques n'ont eu généralement que des succès limités712
  - La thérapie génique du cancer a pour but la destruction sélective des cellules cancéreuses, mais les tumeurs peuvent se développer à nouveau par prolifération des cellules survivantes713
  - Plusieurs stratégies de thérapie génique du VIH sont en cours, mais les progrès vers un traitement efficace sont lents714
  - Conclusion715
  - Lectures complémentaires716
Origine de la notice:
- FR-751131015 ;
- Electre