5.10: Caryotypage

Aperçu

La description du nombre et des caractéristiques physiques des chromosomes peut révéler des anomalies qui sont à la base de maladies génétiques. Cette description est facilitée par des techniques spéciales de coloration qui produisent un motif particulier de bandes sur chaque chromosome. Les techniques de pointe rendent cette approche encore plus puissante, permettant la détection de gènes individuels à l’origine des maladies.

Une technique simple de coloration des chromosomes fournit un aperçu scientifique précieux

Certaines maladies génétiques peuvent être détectées en examinant la structure et le nombre de chromosomes qui se forment lorsque l’ADN est compacté pendant la mitose. Une fois que les chromosomes sont formés, les cytogénéticiens arrêtent la mitose et effectuent la coloration. La coloration produit un motif de bandes distinct qui révèle différentes caractéristiques telles que le nombre, la forme et le type de chromosomes. Une telle description des chromosomes d’un individu s’appelle un caryotype.

Pour faciliter le caryotypage, une image est prise des chromosomes colorés, et les chromosomes individuels sont identifiés et découpés à partir de l’image. Les chromosomes sont ensuite disposés par paires et classés par taille. Cette disposition s’appelle un caryogramme. Dans un caryogramme humain, les 22 autosomes sont étiquetés 1 à 22, de la plus grande à la plus petite paire. Les deux chromosomes sexuels sont étiquetés X ou Y. Un caryogramme permet de repérer facilement les morceaux manquants ou supplémentaires d’un chromosome, ou une copie supplémentaire entière, qui peuvent tous être à la base de maladies génétiques.

Les caryogrammes peuvent révéler des troubles génétiques

Marthe Gautier, Jérôme Lejeune et Raymond Turpin ont découvert en 1959 que les patients atteints du syndrome de Down avaient une troisième copie du chromosome 21. Le syndrome de Down est donc aussi appelé trisomie 21. Les personnes atteintes du syndrome de Down ont généralement une déficience intellectuelle légère à grave et des symptômes physiques comprenant une croissance retardée, mais les individus varient considérablement dans la façon dont ils sont touchés. La cause du syndrome de Down est que les copies du chromosome 21 ne parviennent pas à se séparer en spermatozoïdes ou en ovocytes distincts pendant la méiose. Le résultat est une cellule germinale avec 24 chromosomes au lieu des 23 habituels. Lorsqu’une telle cellule germinale fusionne avec une cellule de l’autre parent pendant la fécondation, le zygote résultant a 47 chromosomes. Dans un petit pourcentage de cas du syndrome de Down, seulement un morceau supplémentaire du chromosome 21 est présent, habituellement fusionné à un chromosome différent.

Des méthodes de coloration très sensibles aident à déterminer la base génétique d’une maladie

Les cytogénéticiens extraient aujourd’hui beaucoup plus d’informations à partir d’un caryogramme que le simple nombre et la structure du chromosome grâce aux progrès de la biologie moléculaire, de la chimie et de l’instrumentation. Le colorant dérivé du lichen qui a été utilisé dans les premières études cytogénétiques a été remplacé par des colorants plus stables tels que le Giemsa. Le Giemsa colore certaines parties du brin d’ADN plus fortement que d’autres, selon la composition en bases et la structure de la chromatine. Le motif de l’intensité de la coloration qui en résulte est appelé G-banding. Ce motif est reproductible et identique pour les individus d’une espèce, de sorte que les anomalies sont faciles à repérer. Il existe plusieurs méthodes disponibles pour produire des motifs de bandes, ce qui facilite le diagnostic de différentes anomalies chromosomiques.

[Instructeur] Après la condensation de l'ADN dans la mitose,le nombre de chromosomes d'une celluleet sa structure compactée,son caryotype, peut être observé. Des teintures spécifiques comme Giemsa sont utiliséespour révéler des motifs de baguage distinctifs,presque comme des codes à barres miniatures. La carte complète, le caryogramme d'un individu,est assemblé et organisé par taille chez les humains,du plus grand, numéro 1, au plus petit, numéro 22,plus la 23ème paire, les chromosomes sexuels.

Cette disposition permet la détectiond'anomalies chromosomiques comme une copie supplémentaire. Dans un chromosome, la coloration peut égalementmettre en évidence différentes caractéristiquesle long des bras. Par exemple, les régions,les bandes cytogéniques spécifiques,sont étiquetés en fonction de leur positiondu centromère au télomère.

En comptant vers l'extérieur, le bras court est désignéavec la lettre p comme petite,tandis que le bras le plus longest indiqué par la lettre q pour queue. Ce plan de numérotation permet depour localiser les emplacements des gènes pour une étudeplus approfondie des maladies et troubles connexes.