Mutations génétiques : exemples et définition

Les mutations sont les variations héréditaires du code génétique. Il s’agit d’un changement structurel dans un ou plusieurs nucléotides qui codent l’information génétique de l’ADN. Elles peuvent aussi être des changements structurels sur un chromosome.

Les mutations surviennent spontanément. Certaines se produisent avec une fréquence d’environ une sur dix mille, n’étant pas très stables, mais d’autres gènes ont réussi à traverser des millions d’années sans se modifier. Elles peuvent apparaître par :

• Exposition à des radiations ionisantes : telles que les rayons X.
• Par des substances chimiques : principalement celles qui entraînent l’alcalisation de l’ADN.

Ces erreurs peuvent se présenter lors de la réplication de l’ADN. Lorsque l’erreur est grave, la cellule meurt. Si elle n’est pas aussi grave, la cellule survit mais présente un dysfonctionnement. Cette mutation est transmise des cellules souches à leurs cellules filles.

La mutation n’est pas nécessairement nuisible; elle peut être bénéfique aussi. Cela dépend des changements phénotypiques qui améliorent ou détériorent la capacité de survie de l’individu et des conditions qui prévalent dans l’environnement face auxquelles il doit répondre. À ces gènes qui influent, on les appelle mutations ou allèles létaux.

Il arrive que les mutations soient utiles face à changements rapides de l’environnement dans le futur, ce qu’on appelle la préadaptation. C’est le cas, par exemple, des reptiles qui se sont séparés des amphibiens en s’adaptant à la vie terrestre.

Outre le terme mutation, il existe les polymorphismes. Ce sont des variations minimales qui donnent de la variabilité à la population et qui résultent des mutations de l’ADN. Ils se distinguent des mutations par ce qui suit :

• Mutation : ce sont des variations génomiques présentes chez un organisme donné, avec une fréquence inférieure à 1 %.
• Polymorphisme : ce sont des variations présentes dans une population avec une fréquence supérieure à 1 %.

Ci-dessous, nous présentons comment les mutations génétiques se classent.

Estructuralment les mutations génétiques les plus courantes peuvent être de trois types distincts. On peut parler de :

• Délétions : on efface et on perd du matériel génétique.
• Insertions : on introduit de nouveaux fragments de matériel génétique.
• Substitutions : un matériel génétique est remplacé par un autre.

Parallèlement, une autre classification des mutations génétiques peut se faire selon les conséquences sur la séquence d’une protéine. Ces variations se classent en :

• Variantes silencieuses : on modifie un nucléotide mais cela code pour le même acide aminé.
• Variantes missense ou à sens erroné : il y a un changement de nucléotide qui modifie un acide aminé.
• Variantes sans sens : on change des nucléotides qui codent pour un codon de terminaison, laissant la protéine incomplète.
• Variantes régulatrices : les gènes possèdent des sections qui ne codent pas, mais régulent l’expression génétique, comme par exemple les silencieurs, les promoteurs, les facteurs de transcription. Même si un gène n’est pas muté, si ses régulateurs le sont, il ne pourra pas s’exprimer correctement.
• Variantes introniques : ces modifications se produisent dans des zones de l’ADN qui ne codent pour aucune protéine. Pour cette raison, elles ne se manifesteront pas sous forme de maladies.
• Décalage du cadre de lecture (frameshift) : on introduit ou on supprime une base qui décalera toute la séquence et modifiera le sens de lecture des codons. Cela se produit car les paires de bases doivent être en multiples de trois, mais l’insertion d’une base déplace la sequence.
• Épissage : des modifications se créent dans les introns près des exons, qui jouent un rôle régulateur dans la production de l’ARN messager immature.

Les mutations peuvent provoquer des dysfonctionnements chez les organismes et conduire à de nombreuses maladies. Voici quelques exemples de mutations génétiques parmi les plus courantes qui ont donné lieu à des maladies.

Sclérose latérale amyotrophique

Cette maladie est une défaillance du système nerveux qui entraîne une paralysie dégénérative, ainsi qu’une sclérose de la moelle épinière. Cela n’affecte pas l’intelligence des individus, comme dans le cas de Stephen Hawking, physicien théoricien éminent.

Les gènes impliqués dans la maladie peuvent être des gènes causaux, ou des gènes de susceptibilité génétique, qui augmentent la probabilité d’obtenir la maladie. Bien que les gènes causaux soient héréditaires et provoquent une SLA familiale, seulement environ 10 % des cas appartiennent à cette catégorie.

D’autre part, elle peut être sporadique en raison de gènes qui augmentent la susceptibilité et de leur interaction avec l’environnement. Cela concerne environ 90 % des cas, qui peut se manifester par :

• Stress oxydatif
• Dysfonction mitochondriale
• Accumulation de glutamate dans les cellules nerveuses
• Exposition à des cyanobactéries

Ceci illustre parfaitement comment l’environnement peut influencer nos gènes.

Diabète et surdité maternelle héréditaire (MIDD)

Ce type de diabète survient en raison d’une mutation dans les mitochondries et, parfois, dans le gène de l’insuline. Il est hérité des mères porteuses de ce trouble génétique et se manifeste par des défauts de la sécrétion d’insuline, une surdité, des étourdissements, des maladies rénales et des problèmes cardiaques. C’est un diabète monogénique, dû à une mutation sur un seul gène.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les mitochondries : leur fonction et leur structure, n’hésitez pas à consulter l’article que nous vous proposons.

Hypercholestérolémie familiale

Elle résulte d’une mutation sur le chromosome 19, qui peut être due à plus de 1 600 mutations différentes sur ce chromosome. Il s’agit d’une maladie héréditaire courante et on estime qu’un sur 250 personnes est touché. Il existe une probabilité de 50 % que le père affecté la transmette à ses enfants. Elle entraîne des niveaux de cholestérol LDL très élevés, ce qui peut provoquer des crises cardiaques précoces.

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