Conseils et suggestions – L’objectif de ce chapitre est de comprendre comment u
Conseils et suggestions – L’objectif de ce chapitre est de comprendre comment une ou des altérations du génome peuvent conduire à une pathologie. Le choix de la mucoviscidose et du diabète de type 2 permet de distinguer les maladies à déterminisme monogénique avec transmission mendélienne et les maladies multigéniques dont le déterminisme résulte d’interactions complexes entre génotype et environnement. – Les raisonnements mis en jeu sont de nature probabiliste. L’étude de la transmission de la mucoviscidose permet de réaliser un calcul fondé sur l’analyse de l’ascendance familiale et de tableaux de croi- sement. L’étude du déterminisme du diabète de type 2 repose sur des notions d’épidémiologie et sur le concept de facteur de risque. – Dans les deux cas, la compréhension du déterminisme de la pathologie et de son mode de transmission justifie les campagnes de prévention, les stratégies de prise en charge médicale et fonde les politiques de santé publique. – Les objectifs de connaissance de cette unité sont de comprendre une maladie génique autosomique, donc de comprendre comment une anomalie génétique portée par un chromosome autosome peut conduire à une maladie sévère. – Les élèves savent que le fonctionnement cellulaire est assuré grâce à des protéines en général et notamment des enzymes dont la synthèse est gouvernée par le génotype. On constate la fréquence élevée d’une maladie dans une famille sans qu’elle soit contagieuse. Ce constat et les connaissances de la classe de troisième permettent de formuler l’hypothèse que la maladie est transmise génétiquement. – La mucoviscidose est suggérée par le programme en raison de sa fréquence (c’est la plus fréquente des maladies génétiques auto- somiques récessives en Europe), mais le professeur pourra, s’il le souhaite, choisir un autre exemple. Une maladie génétique : la mucoviscidose [pp. 248-249 du manuel de l’élève] 1 Unité Connaissances du programme Capacités et attitudes mises en œuvre dans l’unité • La mucoviscidose est une maladie fréquente, provoquée par la muta- tion d’un gène qui est présent sous cette forme chez une personne sur 40 environ. • Le phénotype malade comporte des aspects macroscopiques qui s’ex- pliquent par la modification d’une protéine. • Recenser, extraire et organiser des informations : – pour établir le lien entre le phénotype macroscopique et le génotype. – Bien qu’aucune connaissance concernant une autre maladie génique ne soit attendue, un élève doit pouvoir l’étudier à partir de documents fournis, l’objectif étant pour le professeur que l’élève sache établir le lien entre le phénotype d’une maladie autosomique et le génotype. – Le lien entre phénotype et génotype devra être établi à diffé- rentes échelles liées les unes aux autres (protéine, cellule, organe, organisme) en comparant le phénotype d’un individu malade à celui d’un individu sain. – Les élèves devront avoir abordé auparavant les chapitres du thème 1 du programme de Première S qui abordent les relations gène/protéine, mutation/phénotype et le lien entre phénotype moléculaire, phénotype cellulaire et phénotype macroscopique. – Nous présentons ici les manifestations cliniques d’une forme sévère de la mucoviscidose liée à la mutation la plus commune (mutation DF508 exprimée à l’état homozygote, doc. 3), mais le professeur doit être conscient que d’autres mutations existent dont certaines pouvant conduire à des formes moins sévères de la mala- die (par exemple, mucoviscidose sans insuffisance pancréatique). En ce sens, il devra veiller à choisir des documents en lien avec la mutation choisie. – Des ressources multimédia sont accessibles en ligne : www.atlasducorpshumain.fr/thorax/88-mucoviscidose.html. – La page d’ouverture du chapitre, qui présente un cliché d’une cellule sécrétrice de mucus bordée par deux cellules épithéliales ciliées, peut être utilisée pour expliquer le mécanisme de sécrétion et d’évacuation du mucus au niveau des bronches d’un individu sain. Thème 5 – Chapitre 2 70 Conseils et suggestions – Cette unité vise dans un premier temps à calculer le risque de transmission d’une maladie génétique. L’exemple traité ici est toujours la mucoviscidose, maladie monogénique à transmission autosomique récessive. – Conformément au programme, l’étude portera sur l’arbre généa- logique d’une famille atteinte par la mucoviscidose. L’étude de l’arbre pourra être l’occasion de rappeler comment se fait la transmission d’un couple d’allèle (doc. 4) et de confirmer que la mucoviscidose est bien une maladie autosomique (une proportion sensiblement égale d’hommes et de femmes est touchée par la maladie au sein d’une famille) et récessive (la maladie est trans- mise par des porteurs sains). Prévenir et soigner la mucoviscidose [pp. 250-251 du manuel de l’élève] 2 Unité Connaissances du programme Capacités et attitudes mises en œuvre dans l’unité • Seuls les homozygotes pour l’allèle muté sont malades. • L’étude d’un arbre généalogique permet de prévoir le risque de trans- mission de la maladie. • On limite les effets de la maladie en agissant sur des paramètres du milieu. La thérapie génétique constitue un espoir de correction de la maladie dans les cellules pulmonaires atteintes. • Étudier un arbre généalogique pour évaluer un risque génétique. • Recenser, extraire et organiser des informations : – pour comprendre les traitements médicaux (oxygénothérapie, kinésithé- rapie) et les potentialités offertes par les thérapies géniques. – Pour le calcul du risque, les élèves pourront s’appuyer sur leurs connaissances de mathématiques sur le calcul de probabilités. – En France, le dépistage néonatal systématique de la mucovisci- dose a permis de réévaluer dès 2003 l’incidence de la maladie à environ un nouveau-né sur 4 600 naissances, soit une fréquence de sujets hétérozygotes (porteurs sains) de l’ordre de 1 sur 34. Cette valeur sera à la base de tous les calculs de probabilité. – Cette unité aura également pour objectif d’envisager les traite- ments qui augmentent l’espérance de vie des malades et de pré- senter les espoirs et les limites de la thérapie génique. Exploitation des documents par les activités Thème 5 – Chapitre 2 71 Chapitre 2 Variations du génome et maladie Variation génétique et santé Thème 5 Exploitation des documents par les activités ➊ Doc. 1 et 2 (S’informer à partir d’un schéma, mettre en rela- tion des informations). Les symptômes de la mucoviscidose sont un encombrement des bronches associé à une toux, des expec- torations voire une insuffisance respiratoire, des troubles digestifs liés à une atteinte de la fonction hépatique et pancréatique et une stérilité chez 95 % des hommes malades et chez certaines femmes (doc. 1). L’atteinte respiratoire est due à une obstruction des bronches par un mucus anormalement épais et visqueux qui est difficilement évacué par le battement des cils de l’épithélium bronchique. De plus, les bactéries non évacuées sont à l’origine d’infections chroniques qui détruisent progressivement le tissu pul- monaire, ce qui amplifie l’atteinte respiratoire (doc. 2). ➋ Doc. 3 (S’informer à partir d’un document). La mutation consiste en une délétion de trois nucléotides entre les codons 507 et 508. Cette mutation ne provoque ni de décalage de cadre de lecture ni de changement d’acide aminé en position 507 (ATC et ATT codent pour l’isoleucine), mais elle provoque la perte du résidu phénylalanine en position 508 de la protéine. ➌ Doc. 4 ET 5 (Communiquer par un schéma et mettre en rela- tions des documents). Le schéma attendu est donné à la page 256 du manuel. Chez l’individu malade, la protéine CFTR mutante (canal à ions chlorures), bien que fonctionnelle, est piégée dans le cyto- plasme et dégradée dans sa quasi-totalité avant qu’elle n’atteigne la membrane plasmique apicale des cellules épithéliales pulmo- naires où elle exerce normalement sa fonction. En conséquence, les ions chlorures s’accumulent dans les cellules épithéliales pulmo- naires, ce qui provoque indirectement la diminution de la fluidité du mucus. Celui-ci s’épaissit, devient difficile à évacuer et conduit à la maladie. ➍ EN CONCLUSION (Communiquer en rédigeant une synthèse ou en construisant un schéma bilan). Un schéma bilan semblable à celui de la page 259 peut être proposé. L’ensemble des documents montre que le phénotype de la mucoviscidose s’exprime à diffé- rentes échelles : molécule (perte de la phénylalanine en position 508 de la protéine CFTR), cellule (diminution de l’expression du canal CFTR, baisse de la concentration en ions chlorures dans le mucus, augmentation de la viscosité et épaississement du mucus), de l’organe (obstruction des bronches, destruction des poumons) et de l’organisme (toux, expectorations, insuffisance respiratoire). Par ailleurs, les effets observés à ces différentes échelles sont liés : la perte d’un résidu phénylalanine provoque une baisse de l’expres- sion de la protéine CFTR au niveau membranaire ; l’épaississement du mucus qui s’ensuit provoque une obstruction des bronches, laquelle peut être à l’origine d’une insuffisance respiratoire dans les cas les plus graves. (…) SVT 1re S © Éditions Belin 2011 SVT 1re S © Éditions Belin 2011 Une maladie métabolique : le diabète de type 2 [pp. 252-253 du manuel de l’élève] 3 Unité Connaissances du programme Capacités et attitudes mises en œuvre dans l’unité • Le plus souvent, l’impact du génome sur la santé n’est pas un déter- minisme absolu. Il existe des gènes dont certains allèles rendent plus probable le développement d’une maladie sans pour autant le rendre certain. • Un exemple de maladie (maladie cardio-vasculaire, diabète de type II) permet d’illustrer le type d’études envisageables. uploads/Sante/ manuels-complements-ldp-svt-theme5-pdf.pdf
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- Publié le Aoû 08, 2021
- Catégorie Health / Santé
- Langue French
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