12 Pourquoi un honnête dinosaure ne devrait pas pondre un archéoptéryx


Objectifs : Devenir capable de

Mots et concepts clefs :

cellule somatique gamète
hybride souche pure
monohybridisme dihybridisme
dominant récessif
homozygote hétérozygote
gène allèle
génotype phénotype

Introduction

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La première interprétation scientifique des modes de transmission des caractères des êtres vivants, de génération en génération, est due à un moine tchèque : Gregor Mendel (1822-1884). Il entreprit de réaliser une série d'expériences de croisement entre différentes variétés de pois. Lors de ces expériences, il étudie une série de 7 caractères opposés.
  1. la forme de la graine peut être lisse ou ridée,
  2. la couleur de la graine peut être jaune ou verte,
  3. la couleur des enveloppes des pois peut être grise ou blanche,
  4. la forme des gousses peut être rectiligne ou bosselée,
  5. la couleur des gousses à maturité peut être verte ou jaune,
  6. la position des fleurs peut être axiale (le long de la tige) ou terminale (en bout de tige),
  7. les tiges peuvent être longues (±2 m) ou courtes (±30 cm).

Mendel prend soin de se procurer, pour son étude, des pois présentant ces caractères depuis de nombreuses générations. Ces individus sont dits " de souche pure ". Nous les appellerons les " parents ". Il réalise des expériences de croisement dans le jardin du monastère Saint-Thomas de Brno. Il cultive un total de 27.000 plants et observe les caractères d'un total de 300.000 graines.

Expériences de monohybridisme: croisement entre individus différant par un seul caractère.

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Dans un premier temps, il étudie la transmission d'un seul caractère, de génération en génération.

Première génération.

Il choisit d'abord le caractère " forme de la graine " : lisse ou ridé. Il entreprend donc de croiser des plants issus de pois lisses avec des plants issus de pois ridés.

Pour ce faire, il coupe les étamines (porteuses de pollen) des plants de pois ridés afin d'éviter l'autofécondation. Pour éviter la contamination par du pollen extérieur apporté par le vent ou un insecte, il enveloppe les fleurs dans un petit sac de papier.

Lorsque les fleurs sont à maturité, il récolte le pollen des individus issus de pois lisses et le dépose sur les fleurs des plants issus de pois ridés. Il réalise la même opération pour les 6 autres paires de caractères.

Après le développement des plants, il ouvre les gousses obtenues. Dans tous les cas, il ne trouve que des pois lisses ! Le caractère " pois ridés " semble avoir disparu ! De même pour les six autres caractères étudiés : l'une des formes disparaît au profit de l'autre chez les individus de première génération issus de fécondation croisée entre des souches pures. Ces individus de première génération sont appelés " hybrides ". La notation conventionnelle pour les désigner est F1

Deuxième génération.

Poursuivant l'expérience, il réalise alors l'autofécondation des individus de première génération. Après culture, il trouve que les descendants de deuxième génération sont lisses ou ridés ! Le caractère disparu réapparaît.

Lors de cette deuxième expérience, il récolte un total de 7324 pois. Parmi eux, il compte 5474 pois lisses et 1850 pois ridés.

Dans une expérience complémentaire, il continue la culture des individus de deuxième génération et procède à l'autofécondation. Lors de cette expérience, il note que les individus ridés produisent une descendance ne contenant que des pois ridés (il réalise jusqu'à 7 générations). Les pois lisses produisent des pois lisses ou ridés !

Interprétation : modèle mendélien.

Première génération.

Les expériences précédentes se rationalisent parfaitement si l'on admet qu'il existe des entités hypothétiques, des facteurs génétiques, présents chez les êtres vivants et qui gouvernent l'apparition des caractères.

Il faut imaginer que chaque individu contient deux " facteurs " responsables de gouverner les caractéristiques génétiques et qu'il livre un seul des deux facteurs à sa descendance. Appelons

Il suffit alors d'imaginer que les parents, de souche pure, contiennent une paire de facteurs identiques : soit

Les " facteurs " mendélien ont été appelés des " gènes ". On dit alors que le génotype des individus parents lisses est " L L " et que le génotype des individus parents ridés est " l l ". Les deux gènes qui gouvernent le même caractère sont appelés " gènes allèles ". On parle aussi de paires d'allèles.

Lors du croisement, ces individus fournissent un des deux gènes allèles à leur descendance. Ce gène est fourni à une cellule reproductrice (encore appelée " gamète "). Les graines obtenues après fusion des cellules reproductrice (grain de pollen et ovule) contiennent donc aussi un total de deux gènes. Le tableau ci-dessous permet de comprendre les résultats de ce croisement.

 

m

f

phénotype P

" graine lisse "

" graine ridée "

génotype P

[L L]

[l l]

gamètes g

[L]

[l]

descendants F1

[L l]

Les descendants de première génération expriment tous le même phénotype : ils sont tous lisses alors qu'ils contiennent le facteur " graine ridée ". Mendel propose alors que l'un des deux facteurs est " dominant " -c'est celui qui s'impose- et l'autre est " récessif " -c'est celui qui semble disparaître.

Par une telle étude expérimentale, on peut arriver à déterminer quel gène de chaque paire est dominant et quel gène est récessif. Mendel arrive aux conclusions suivantes.

  Dominant Récessif
graine

graine

enveloppe

gousse

gousse

fleurs

tiges

lisse

jaune

grise

verte

rectiligne

axiales

longues

ridée

verte

blanche

jaune

bosselée

terminales

courtes

On prend souvent pour convention d'utiliser une lettre majuscule pour symboliser un gène dominant et la minuscule correspondante pour symboliser un gène récessif.

Deuxième génération.

La deuxième génération (F2) s'explique d'une manière tout à fait similaire. Il suffit d'ajouter que lors de la formation des gamètes, l'un ou l'autre des caractères est livré au hasard à la cellule reproductrice.

Un individu de génotype " L l " peut donc livrer le facteur " L " ou le facteur " l " aux gamètes. Les grains de pollen peuvent donc porter " L " ou " l " ; les ovules peuvent porter " L " ou " l ". A partir de là, on peut prévoir les génotypes de la deuxième génération à l'aide d'une grille de croisement. Celle-ci représente toutes les possibilités de croisements.

 

g m

 

L

l

g f

L

L L

L l

 

l

L l

l l

Quatre croisements différents sont possibles. On obtient

Au point de vue des phénotypes, les proportions observées par Mendel sont parfaitement respectées : le modèle correspond parfaitement à l'observation :

Les individus présentant deux fois le même gène (" L L " et " l l ") sont appelés " homozygotes " ; ils constituent des souches pures. Ceux qui présentent deux gènes différents (" L l ") sont appelés " hétérozygotes " ou hybrides.

 

Expériences de dihybridisme.

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Dans un deuxième temps, Mendel étudie des cas plus complexes dans lesquels deux caractères sont transmis à la génération suivante.

Expérience.

Mendel décide d'étudier la transmission simultanée de deux caractères. Pour cela, il choisit de croiser des pois lisses et jaunes avec des pois ridés et verts. Ces pois sont, bien sûr, de souches pures.

La première génération apporte une confirmation de la théorie élaborée précédemment. Mendel obtient uniquement des pois lisses et jaunes. La génération suivante apporte des nouveautés : après autofécondation des individus de F1, Il compte un total de 556 pois. Parmi eux,

Interprétation : modèle mendélien.

L'interprétation peut de nouveau être très simple si l'on admet l'existence des gènes. Il suffit d'ajouter que les gènes sont livrés à la descendance indépendamment les uns des autres.

Prenons les conventions suivantes :

Les individus parents sont homozygotes ; on peut donc leur attribuer les génotypes indiqués dans le tableau ci-dessous.

 

m

f

phénotype P

" lisses + jaunes "

" ridés + verts "

génotype P

[L L J J]

[l l j j]

gamètes

[L J]

[l j]

descendants F1

[L l J j]

Lors de la formation des gamètes, un gène de chaque sorte est livré. Lors de la fécondation, l'individu obtenu reçoit un gène de chaque sorte de chacun de ses parents.

Chaque descendant F1 fournit un gène de chaque sorte aux gamètes qu'il forme. L'expérience nous oblige à imaginer que les gènes de chaque paire sont livrés indépendamment les uns des autres. Chaque individu peut alors produire quatre gamètes différents.

 

m

f

phénotype P

" lisse + jaune "

" lisse + jaune "

génotype P

[L l J j]

[L l J j]

gamètes

[L J] [l j] [l J] [L j]

[L J] [l j] [l J] [L j]

Chaque grain de pollen possible peut, statistiquement, rencontrer chaque ovule possible. La synthèse de toutes les rencontres possibles peut se faire dans un tableau du type suivant :

 

g f

 

L J

l j

l J

L j

 

g m

L J

L L JJ

L l J j

L l J J

L L J l

l j

L l J j

l l j j

l l J j

L l j j

l J

L l J J

l l J j

l l J J

L l J j

L j

L L J j

L l j j

L l J j

L L j j

 

Étude de la transmission de " n " caractères (polyhybridisme).

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Les cas de polyhybridisme peuvent être traités de la même façon que le dihybridisme, si ce n'est que les grilles de croisements deviennent de plus en plus lourdes à établir au fur et à mesure que l'on considère un plus grand nombre de caractères.

n

1

2

3

10

n

gamètes F2

2

4

8

1024

2n

génotypes F2

3

9

27

59049

3n

phénotypes F2

2

4

8

1024

2n

 

La dominance incomplète.

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Dans de nombreux cas, le modèle de la dominance et de la récessivité se trouve pris en défaut. On constate, en effet, que les produits de certains croisements ne présentent pas des caractéristiques affirmées dans un sens ou dans l'autre, mais sont plutôt d'un type intermédiaire entre chacun des parents.

Nous avons tous constaté ce phénomène en observant le résultat d'un croisement entre un chien de couleur blanche et une chienne de couleur noire, par exemple. Certains chiots sont noirs cependant que d'autres sont immaculés, mais il y a bien souvent un chiot blanc à taches noires (et inversement) dans la portée.

Dans ce cas, il faut admettre qu'aucun des deux gènes ne domine l'autre. On parle de dominance incomplète, de codominance ou d'hérédité intermédiaire.

Exemple :

On connaît plusieurs types de liserons : si l'on croise

des liserons à fleurs rouges de souche pure avec
des liserons à fleurs blanches également de souche pure, on obtient :

La justification de ces proportions peut se faire avec des tableaux de croisement comme dans les cas d'hérédité classique.

Première génération :

 

f

m

phénotype P

" fleurs rouges "

" fleurs blanche "

génotype P

[R R]

[B B]

gamètes

[R]

[B]

descendants F1

[R B]

Deuxième génération :

 

g f

 

R

B

gg m

R

RR

RB

B

RB

BB

 

Difficultés du modèle.

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Le modèle mendélien classique est en parfait accord avec l'expérience dans le cadre des observations de Mendel. Cependant, il n'a jamais pu observer les gènes dont il supputait l'existence. Il s'agit donc bien d'un modèle, d'une façon de s'imaginer la réalité afin de la comprendre.

D'autre part, il existe un très grand nombre d'observations qui ne cadrent pas avec ce modèle mendélien. On connaît de nombreux cas de caractères qui sont transmis simultanément à la génération suivante.

Ces deux difficultés seront levées à partir du moment où l'on observera les chromosomes et le phénomène de méiose. Dans ce phénomène, les chromosomes ont un comportement parfaitement semblable au comportement des " facteurs " mendéliens. Il ne faudra alors plus beaucoup de temps pour comprendre les gènes existent vraiment ; ils sont portés par les chromosomes. Quand deux gènes sont portés par le même chromosome, ils sont transmis simultanément.

 

Exercices.

Haut de la pageLes groupes sanguins " ABO " sont déterminés génétiquement ; les gènes pour les groupes A et B présentent le phénomène de dominance incomplète : ils sont codominants. Le gène responsable de l'apparition du groupe sanguin " O " est récessif par rapport à chacun des deux autres.

Rh+

Fréquence

Rh-

Fréquence

A+

35 %

A-

6 %

B+

8,5 %

B-

1,5 %

O+

39 %

O-

7 %

AB+

2,5 %

AB-

0,5 %

1.  Les groupes sanguins " rhésus " sont déterminés par des gènes qui respectent le modèle de la dominance : le gène Rh+ est dominant par rapport au gène Rh-.
a) Quel est le génotype d'une personne dont le groupe sanguin est " O " ?
b) Que peut-on dire d'une personne dont le groupe sanguin est " B " ? Et pour le groupe " AB " ?
c) Quelle est la probabilité pour qu'un couple dont l'homme est de groupe sanguin " O Rh- " et la femme est de groupe sanguin " O Rh+ " aient un enfant de groupe sanguin " A ". Pourquoi ?
d) Ces personnes ont un enfant de groupe sanguin " O Rh- ". Pouvez-vous décrire les génotypes des parents. Pourquoi ?
e) Que peut-on dire du groupe sanguin d'un enfant issu d'un couple dont l'homme est de groupe sanguin " A " et la femme de groupe sanguin " O ". Pourquoi ?
f) Dans une famille, la mère est du groupe A, le mari du groupe B et l'enfant du groupe O. Le mari peut-il être le père biologique de l'enfant ?
g) Même question si la mère est du groupe B, le mari est du groupe AB et l'enfant du groupe O.

2. La portée d'un couple de chien à queue de longueur moyenne est composée de trois chiots sans queue, deux à queue longue et six à queue moyenne. Quelle est la façon la plus simple d'interpréter l'hérédité de la longueur de la queue chez cette race de chiens. Quels sont les génotypes des individus évoqués ici ?

3. Dans une cage, on place un couple de souris. La femelle a le pelage noir, le mâle a le pelage brun.
Dans une seconde cage, on place un autre couple qui présente le même phénotype (femelle noire, mâle brun).
Sur plusieurs portées, on trouve dans la première cage, 21 souris noires et 22 brunes ; dans la seconde cage, on trouve 45 souris noires.
Que peut-on conclure sur la transmission du caractère " couleur du pelage " chez ces souris ?
Quel est le génotype des parents dans les deux cas ?
Ton assistant étourdi a laissé s'échapper une souris noire dans le laboratoire. Est-il possible de la replacer sans se tromper dans sa cage ? Et si c'était une souris brune ? Quelle expérience faut-il mettre en Suvre pour connaître le génotype de cette souris ?

4. Déterminer le père probable de l'enfant dans les deux cas ci-dessous :

a) La mère appartient au groupe sanguin B, le fils au groupe O. L'un des pères possibles appartient au groupe A et l'autre au groupe AB.

b) La mère appartient au groupe B, le fils au groupe AB. L'un des pères possibles appartient au groupe A, l'autre au groupe B.

5. Le gène du caractère crépu des cheveux est dominant par rapport au gène qui gouverne le caractère lisse. Si un homme aux cheveux crépus épouse une femme aux cheveux lisses, quels seront les génotypes et les phénotypes des enfants ? Si un fils épouse une femme ayant le même génotype que lui, quels seront les génotypes et phénotypes en F2 ?

6. La couleur blanche des poils de cobaye est dominante par rapport à la couleur noire. Le croisement d'un cobaye à poils blancs et d'un cobaye à poils noirs a donné en nombre égaux des jeunes des deux phénotypes. Quel est le génotype des parents ?
On croise deux animaux hétérozygotes pour une paire d'allèles ; parmi les 200 descendants, déterminer le nombre de ceux qui présentent le phénotype dominant.

7. Chez le mouton, le pelage blanc est dominant sur le pelage noir. Parfois, un mouton noir apparaît dans le troupeau. Comment le berger peut-il éliminer les gènes récessifs responsables du pelage noir qui est sans valeur commerciale ?

8. Le gène du caractère " lobe de l'oreille détaché " est dominant par rapport au gène du caractère " lobe soudé ". Si les deux parents sont hétérozygotes pour ce gène, quelles sont les formes possibles des oreilles des enfants, et en quelles proportions ?

9. Chez l'homme, la myopie dépend d'un gène dominant. Représenter schématiquement sur les chromosomes une union entre une femme hétérozygote et un homme normal. Indiquer les gamètes produits par les parents et les génotypes des enfants.
Quelle est la probabilité de voir apparaître la myopie chez les enfants ? Quelle est la probabilité pour que les quatre premiers enfants soient normaux ?

10 Le gène de la pigmentation de la peau est dominante sur le gène du caractère " albinos ". Un albinos épouse une femme hétérozygote pour ce gène. Quels sont les génotypes et phénotypes possibles des enfants ?

11. Un éleveur de setters irlandais possède un chien de grande valeur qu'il sait descendre d'une femelle connue pour avoir porté un gène récessif lequel provoque l'atrophie de la rétine. Avant d'en faire un géniteur, il veut s'assurer que le chien n'est pas porteur de ce gène. Comment faire ?

12. Les antirrhiniums (muflier) ont des fleurs rouges, roses ou blanches. Des croisements ont été faits et les graines obtenues ont donné après germination les fleurs suivantes :

rouge x rose fleche.gif (918 octets) 126 fleurs rouges et 131 roses ;
blanc x rose fleche.gif (918 octets) 88 blanches et 92 roses ;
rouge x blanc fleche.gif (918 octets) 115 roses ;
rose x rose fleche.gif (918 octets) 43 blanches, 39 rouges et 83 roses.

Quel est le mécanisme génétique expliquant ces résultats ? Justifie-les par les tableaux de croisements appropriés.

13. Un homme aux yeux bleus dont les parents avaient les yeux bruns épouse une femme aux yeux noirs. Quels sont les génotypes des personnes citées ? Ils ont un enfant aux yeux bleus. Explique.

14. La forme des radis est contrôlée par une paire d'allèles à dominance incomplète. Ils peuvent être ovales, longs ou ronds. Si du pollen de radis longs féconde des fleurs de radis ovales :
a) quels seront les génotypes et les phénotypes des individus attendus en F1 ?
b) si les croisements de la F1 se font au hasard, y aura-t-il des radis ronds en F2 ?

wpe2F.jpg (9319 octets)15La chorée de Huntington est une maladie humaine qui se manifeste par des mouvements involontaires et une détérioration irrémédiable des capacités mentales. Elle ne se manifeste généralement qu'après l'âge de 35 ans. On a montré que cette maladie est due à la présence d'un gène qui provoque la maladie.

a) l'arbre généalogique ci-contre permet-il de déterminer si le gène est dominant ou récessif?
b) si l'on considère que le gène est dominant, donner et justifier les génotypes des sujets A1, A2, C1, C2, D1 et D2.

wpe30.jpg (13183 octets)16. La phénylcétonurie est une maladie héréditaire rare (1/10.000 naissances). Elle est due à une perturbation du métabolisme d'un acide aminé: la phénylalanine. Chez les personnes non atteintes, cet acide aminé est transformé en tyrosine sous l'action d'une enzyme. Chez les malades, cette enzyme manque par suite d'une mutation affectant le gène qui gouverne sa fabrication. La phénylalanine s'accumule et entraîne de graves troubles cérébraux et moteurs en l'absence de traitement.

L'arbre généalogique ci-contre présente les cas observés dans une famille.

a) Quel est le mode de transmission du gène (dominance ou récessivité)? Justifie.
b) Les parents B3 et B4 et les enfants C4 et C7 ne manifestent aucun signe de la maladie. Cependant, lors d'une analyse médicale, on a montré que la teneur en phénylalanine dans leur sang est supérieure à la normale. Comment interpréter ce fait?

17. Dans une lettre datant de 1751, Pierre Louis de Maupertuis présente la généalogie de Jacob Ruhe.

" Jacob Ruhe, chirurgien à Berlin, est né avec six doigts à chaque main et à chaque pied; il tient cette singularité de sa mère Elisabeth Ruhe, qui la tenait de sa mère Elisabeth Horstmann, de Rostock. Elisabeth Ruhe, la transmet à quatre enfants des huit qu'elle eut de Jean-Christian Ruhe, qui n'avait rien d'extraordinaire aux pieds, ni aux mains. Jacob Ruhe, l'un de ces enfants sexdigitaires, épousa à Dantzig, en 1733, Sophie-Louise de Thüngen, qui n'avait rien d'extraordinaire; il en eut six enfants; deux garçons ont été sexdigitaires. L'un deux, Jacob Ernest, a six doigts au pied gauche et cinq au droit; il avait à la main droite un sixième doigt qu'on lui a coupé; à la gauche, il n'a à la place du sixième doigt qu'une verrue. On voit par cette généalogie que j'ai suivie avec exactitude que le sexdigitisme se transmet également par le père et par la mère. "

a) Reconstituer l'arbre généalogique de Jacob Ruhe. Au cas où le sexe d'une personne n'est pas déterminé, utiliser un triangle pour la symboliser.
b) Peut-on déterminer, d'après le texte, si le sexdigitisme est un caractère gouverné par un gène dominant ou récessif ?

18. La maladie de Tay-Sachs est due à une anomalie enzymatique grave. Elle débute au cours des 6 premiers mois de la vie et aboutit invariablement à la mort entre deux et quatre ans après une régression mentale progressive et des paralysies.
wpe31.jpg (13020 octets)Dans une famille, un enfant (III1) est mort en bas âge à cause de la maladie. Le couple III3/IV1 consulte le médecin généticien avant d'avoir un enfant. Celui-ci a établi l'arbre généalogique ci-contre.

a) Cette maladie est-elle gouvernée par un gène dominant ou un gène récessif? Justifie brièvement en parlant de II1 et II2.
b) Quel est le génotype des individus II1, II2 et III1 ?
c) Sans autre information, peut-on dire si le couple consultant pourrait avoir un enfant atteint par la maladie? Justifie brièvement (on ne demande pas de déterminer la probabilité).
d) Par une analyse sanguine, on parvient à déterminer que IV1 est homozygote (elle fabrique parfaitement l'enzyme déficiente chez les malades). Cela change-t-il quelque chose au pronostic de maladie chez V1 ?

19. L'existence dans la chevelure d'une mèche de cheveux blanche est une caractéristique qui peut être héréditaire.

L'arbre généalogique suivant indique la présence du gène dans une famille.

wpe32.jpg (18329 octets)

  1. Montre qu'il est impossible de décider définitivement si le gène est dominant ou récessif d'après l'étude de cet arbre généalogique.
  2. Quel argument permet malgré tout de penser que le gène est dominant?
  3. Si l'on considère que le gène est dominant, que peut-on dire avec certitude du génotype de III1?
  4. Si l'on considère que le gène est récessif, que peut-on dire du génotype des individus II7, III1, III5 et III7, arrivants dans la famille?
 

Textes de travail.

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Quelques caractères héréditaires dans l'espèce humaine.

caractère gène dominant gène récessif
cheveux bruns roux
crépus plats
bruns blonds
raides souples
calvitie précoce normale
yeux bruns bleu ou gris
mongoliens européens
presbyte normal
astigmate normal
myope normal
lèvres épaisses minces
nez long moyen ou petit
convexe droit
épaté mince
oreilles longues courtes
lobe détaché lobe attaché
menton droit fuyant
long court
peau pigmentation normale albinisme
taches de rousseur absence

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La génétique en médecine.

L'hérédité et le sang.

Ce mythe tire sa source du lointain des âges, et les grands auteurs classiques, notre fonds culturel commun, ne se sont guère privés d'enfoncer le clou. A preuve héros ou héroïnes de Racine ou de Corneille, fustigés pour inceste (" Tous les liens du sang n'ont pu le retenir ", Hippolyte dans Phèdre), refoulés par racisme (" Rome, par une loi qui ne se peut changer, n'admet avec son sang aucun sang étranger ", Bérénice), ou soucieux de leur filiation (" Vile esclave des Grecs, je n'ai pu conserver que la fierté d'un sang que je ne puis prouver ", Eriphile dans Iphigénie). Malheureuse Camille reniée par ses Horaces de frères (" Ne me dis point qu'elle est et mon sang et ma sSur "), juvénile Rodrigue appelé en renfort (" Viens mon fils, viens mon sang, viens réparer ma honte... ", le Cid).

Le siècle des Lumières n'a rien arrangé. Voltaire : " Plus le sang de Charlemagne s'éloignait de sa source, plus il dégénérait... " ; Buffon : " Le sang de Géorgie est encore plus beau que celui de Cachemire ; on ne trouve pas un laid visage en ce pays... "

Plus près de nous encore, ce robuste alexandrin dans lequel Lamartine oppose " le sang rouge du Franc au sang bleu du Germain " ne préfigure-t-il trois guerres franco-allemandes ? En somme, " bon sang ne saurait mentir ".

La découverte du système de groupe rhésus en 1940, l'existence indiscutable d'accidents graves liés à ce qu'on appelle l'" incompatibilité fStomaternelle ", ont réactualisé le mythe de l'" hérédité du sang ". Cette inquiétude, souvent formulée lors de la visite prénuptiale, le témoigne : " Nos sangs se contrarient... ", " Nos sangs ne s'accordent pas... " Ce chapitre de la pathologie néonatale est complètement élucidé et n'a qu'un rapport très indirect avec la génétique.

Lorsqu'une femme enceinte rhésus négatif porte en elle un enfant de groupe rhésus positif (le père de l'enfant étant de ce groupe), aucun incident ne surviendra dans la grande majorité des cas, du fait de la barrière placentaire qui, théoriquement, ne permet pas le passage des hématies (ou globules rouges) entre mère et fStus.

Même lorsque ce passage des hématies d'un fStus rhésus positif vers sa mère rhésus négatif a lieu (on s'en aperçoit par l'examen microscopique du sang maternel, après l'accouchement, grâce à une technique spéciale de préparation qui fait apparaître nettement ces globules rouges fStaux), la mère ne s'immunisera que dans 5% des cas. On doit écrire aujourd'hui " s'immuniserait ". En effet, il y a quelques années encore, on ne faisait rien pour lutter contre cet incident. Qu'arrivait-il alors chez ces 5 mères sur 100 ? L'organisme de la mère rhésus négatif " apprenait " à élaborer des anticorps contre ces hématies fStales rhésus positif. Lors des grossesses suivantes de fStus rhésus positif, ces anticorps maternels antirhésus venaient imprégner et détruire les hématies du fStus. Ce dernier naissait en état d'anémie grave liée à la destruction massive de ses propres globules rouges (avec " ictère ", c'est-à-dire jaunisse due à la bilirubine dérivée de tous ces globules rouges détruits). Seule l'exsanguino-transfusion pouvait sauver la vie du nouveau-né et empêcher la profonde altération de son cerveau par la bilirubine.

Pour les mères rhésus négatif qui élaborent actuellement des anticorps antirhésus et qui sont susceptibles d'avoir d'autres enfants, le problème reste entier (on ne peut plus désimmuniser), et on doit se contenter de surveiller pendant toute la grossesse la courbe d'élévation du taux des anticorps, de déclencher l'accouchement avant terme (les dégâts sanguins chez le fStus se produisant surtout au cours de son dernier mois de vie intra-utérine) et de pratiquer une ou plusieurs exsanguino-transfusions sanguines successives du nouveau-né, si elles sont jugées indispensables.

Pour les femmes rhésus négatif qui vivent aujourd'hui leur première grossesse, la connaissance de tous ces phénomènes permet une prévention du risque. Leur enfant né, on pratique systématiquement chez elles une injection d'un sérum antirhésus puissant, spécialement préparé, qui élimine et détruit immédiatement, s'il en existe, les hématies fStales qui auraient pu s'introduire dans leur propre sang. Ces hématies, parce que détruites, ne peuvent donc plus désormais déclencher une immunité de la part de la mère contre les fStus à venir. Simplement, il faudra à chaque nouvelle naissance renouveler l'injection de ce sérum antirhésus.

Lorsque toutes les femmes rhésus négatif plus âgées, anciennement immunisées par des grossesses antérieures et actuellement encore sources d'accidents pour leur nouveau-né, auront passé l'âge d'avoir des enfants, et si cette conduite d'administration systématique d'un sérum antirhésus est bien appliquée, l'" incompatibilité fStomaternelle rhésus " (encore appelée allo-immunisation) disparaîtra pratiquement. [...]

Nathalie, la fille aux yeux sombres

Elles sont quatre, assises en demi-cercle, devant mon bureau, cheveux, yeux, stature de filles de Viking, comme leur mère (comme leur père aussi, je l'apprendrai plus tard), debout à l'écart. Toutes sauf une, Nathalie, la dernière, brune aux prunelles sombres. Et la mère me raconte cette histoire incroyable : lorsque Nathalie est née il y a quinze ans, un visiteur ami lui a dit à la clinique, mi-rieur, mi-sérieux : " Cette fille-là ne peut être de ton mari... C'est dans tous les livres de génétique ". Telle la calomnie chantée par don Basile, cette plaisanterie discourtoise et maladroite s'est enflée, démesurément. D'autres amis du couple l'ont reprise, les soirs de rencontre. Le mari blond aux yeux clairs a douté. Nathalie a demandé un jour " Quel est mon vrai père, puisque je ne suis pas la fille de papa ? " Les jeunes filles quittent mon bureau. Leur mère restée seule me confie que, depuis plusieurs années, elle vit un drame et qu'on la soigne pour une dépression grave. Son ménage va se briser. À cause d'une boutade, prononcée devant elle quinze ans plus tôt. À cause d'un schéma fréquemment repris (même dans certains livres de sciences naturelles) et qui voudrait illustrer les lois de Mendel en prenant comme exemple l'hérédité de la couleur des yeux humains. Faux parce que trop simplifié, ce schéma présente la couleur de l'iris comme provoquée par l'action d'un seul gène. En clair, il aboutit à la conclusion suivante : des parents blonds aux yeux bleus ne peuvent procréer que des enfants blonds aux yeux bleus. Ce qui est inexact, la couleur des yeux étant déterminée par l'action de plusieurs gènes.

Au foyer de parents blonds aux yeux clairs, la naissance d'un enfant brun aux yeux sombres est génétiquement possible et non rare. Tout aussi bien que l'adultère, d'ailleurs. Ce qui est gênant, et difficile à résoudre psychologiquement.

Dans un avis écrit, j'offre à la mère ainsi qu'à son mari la possibilité d'établir chez tous deux la carte des systèmes sanguins qui est devenue si longue et si complète que non seulement l'expert ne se contente plus d'énoncer comme autrefois une " exclusion de paternité ", mais peut pratiquement affirmer qu'un mari est ou n'est pas le père de son enfant. La mère, sûre d'elle-même, me demande de commencer aussitôt cette recherche chez elle. Le père, peut-être libéré de ses craintes par ma proposition acceptée par la mère, n'est pas venu à la consultation. Je n'ai jamais connu le dénouement heureux ou malheureux de ce drame créé de toutes pièces, vingt ans auparavant, par la remarque déplacée d'un " ami ".

Robert J.-M.
L'hérédité racontée aux parents
Le Seuil, Paris, 1978
pp 14-17 pp 24-25

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Problèmes moraux posés par les développements de la génétique humaine.

Nouveauté fondamentale : l'accès au " génotype "

Nous savons maintenant accéder aux gènes et pouvons procéder à leur examen direct. C'est là une différence fondamentale par rapport aux méthodes précédentes, qui ne pouvaient appréhender que le " phénotype ", l'aspect ou le fonctionnement de l'organisme, la présence ou l'absence d'une enzyme ou d'une réaction physiologique, conséquence (parfois lointaine) de l'état du gène correspondant. Le diagnostic prénatal d'un défaut de coagulation du sang reposait, il y a moins d'une dizaine d'années, sur un prélèvement de sang fStal dont on étudiait ensuite la coagulation ; cette procédure très délicate, pratiquée seulement à partir du quatrième mois de grossesse, débouchait le cas échéant sur une interruption tardive et donc particulièrement traumatisante. Le diagnostic est maintenant réalisé par une analyse de l'ADN fStal permettant une investigation directe du gène en cause. Chaque cellule du fStus contient un exemplaire identique de l'ensemble de l'ADN qui constitue le patrimoine génétique de l'embryon, son génotype : l'analyse peut donc être pratiquée à partir de n'importe quel tissu. On l'effectue à l'heure actuelle sur un minuscule morceau (quelques milligrammes) de " villosité choriale ", un tissu d'origine fStale destiné à devenir le placenta, qui est accessible par le col de l'utérus et peut faire l'objet d'un prélèvement, dès six à huit semaines de grossesse, sans risque pour la femme, ni pour l'embryon. C'est pour l'essentiel cet accès direct au génotype qui sous-tend le développement récent du diagnostic prénatal des maladies héréditaires.

Diagnostic direct...

Le diagnostic peut être " direct ", visant à repérer la présence ou l'absence d'un défaut connu à l'avance. Une telle situation se présente pour des maladies comme la drépanocytose ou anémie falciforme, une maladie génétique qui se caractérise par l'existence de globules rouges déformés, en forme de croissant ou de faux (d'où le nom " falciforme "), dont la fragilité entraîne des anémies graves. Cette affection est retrouvée principalement dans certains groupes ethniques, et est causée par une mutation du gène d'un composant de l'hémoglobine. Cette altération a vraisemblablement eu lieu dans un passé lointain et a été transmise à travers les générations ; elle n'a d'effet qu'à l'état homozygote (lorsque les deux gènes portés par les deux chromosomes homologues présentent tous deux la mutation). Elle confère au contraire à ses porteurs hétérozygotes (un gène normal, un gène muté) une résistance accrue à la malaria, ce qui explique sans doute sa fréquence dans ces groupes ethniques. Dans ces populations l'on sait ainsi à l'avance quelle mutation est susceptible d'être présente, et une analyse de l'ADN d'un individu permet de déterminer s'il est atteint, porteur ou indemne ; un dépistage a priori, sans analyse familiale, est possible.

Un autre cas est celui de la mucoviscidose, déjà mentionnée plus haut, où la mutation la plus courante est une " délétion " de trois lettres (" delta F 508 ") en un point précis de l'ADN du gène. Il suffirait donc en principe de rechercher la présence ou l'absence de cette mutation pour savoir si une personne est ou non porteuse. Malheureusement, la maladie peut aussi être causée par d'autres mutations dans le même gène : plus de trente ont été répertoriées. Une analyse limitée à " delta F 508 ", la seule aisément praticable, pourrait rassurer à tort des personnes chez lesquelles on n'aurait pas trouvé cette mutation mais qui, en fait, en présenteraient une autre... C'est pour cette raison qu'après avoir envisagé d'effectuer un dépistage systématique des porteurs, la plupart des pays y ont renoncé pour le moment.

... ou, plus généralement, indirect

Le diagnostic a priori est rarement possible. Il ne se justifierait, en tout état de cause, que pour des maladies très fréquentes, sinon son coût serait prohibitif. La situation habituelle est celle de " familles à risque ", qui ont déjà vu naître un enfant atteint. Il s'y transmet donc un gène défectueux, mais on ignore quelle est la mutation qui l'affecte et le rend inactif ; il faut " suivre la piste " de cette forme altérée du gène dans la famille. La méthode utilisée est celle de l'analyse génétique : on déterminera parmi les formes (" allèles ") des marqueurs polymorphiques situés dans, ou à proximité, du gène celles qui sont, dans cette parenté, associées à la maladie. L'analyse d'ADN fStal, obtenu à partir des villosités choriales, permettra alors de conclure. Ce diagnostic reste indirect, mais sa fiabilité est en pratique bonne, sous réserve d'une étude familiale approfondie qu'il est naturellement souhaitable de pratiquer à l'avance (cela prend du temps) de façon à n'avoir lors d'une grossesse qu'à analyser l'ADN correspondant à l'embryon. Elle doit porter autant sur les membres normaux de la famille que sur les malades, ce qui n'est pas toujours facile à faire comprendre aux intéressés et, dans les systèmes de santé privés, aux assureurs...

Pour effectuer ce type de diagnostic prénatal, il n'est d'ailleurs pas indispensable d'avoir isolé le gène impliqué dans la maladie ; il suffit de savoir assez précisément dans quelle région de quel chromosome il est situé, et d'y disposer de bons marqueurs. On peut alors pister cette zone chromosomique à travers la famille et effectuer le diagnostic avec d'autant plus de certitude que la localisation est précise. C'est ainsi que l'on a pu, dès 1985, proposer un diagnostic prénatal pour la myopathie de Duchenne, dès 1987, pour la mucoviscidose alors même que les gènes correspondants n'étaient pas encore connus. On peut faire de même, depuis 1983, pour la chorée de Huntington.

Des problèmes redoutables

Cette dernière affection illustre avec cruauté les problèmes engendrés par l'extension rapide du diagnostic -ou plutôt par le décalage avec les progrès beaucoup plus lents de la thérapie. La chorée de Huntington, c'est la " danse de Saint-Guy " de nos grands pères, une maladie du système nerveux dont les premières manifestations apparaissent en général vers la quarantaine : difficultés de coordination, détérioration mentale, démence, puis mort, surviennent en une ou deux dizaines d'années. Cette maladie terrible, pour laquelle n'existe aucun traitement, est d'origine génétique : elle est due à une défectuosité d'un gène (encore inconnu) situé vers l'extrémité du bras court du chromosome 4, dont l'effet se transmet de façon dominante. Dans une famille où un des parents est atteint, chaque enfant a une " chance " sur deux de porter le gène altéré et donc de voir se développer la maladie lorsqu'il aura atteint l'âge adulte. Il est, de nos jours, relativement aisé d'en avoir le cSur net. Une étude portant sur l'ADN de l'enfant, celui des parents et de quelques membres de la famille permet de savoir s'il a hérité de la région du chromosome 4 portant le gène sous sa forme défectueuse.

Cette révélation est-elle souhaitable ? C'est toute la question. En l'absence de tout traitement, ne vaut-il pas mieux rester dans l'incertitude ? L'on a ainsi, aux États-Unis, proposé le dépistage à des membres de familles à risque : la moitié à peu près a refusé. Pour ceux qui ont accepté, les conséquences psychologiques en cas de résultat positif ne semblent pas avoir été désastreuses ; mais le soutien apporté, tant par l'équipe médicale que par une active association de malades, était exceptionnel. Il est apparu aussi des effets paradoxaux : certains, quoique dans l'ignorance objective de leur pronostic, avaient organisé leur vie " comme si " ils devaient être atteints... et le résultat négatif (c'est-à-dire heureux) du diagnostic les déstructurait complètement. Le comportement humain, dans de telles situations, n'obéit pas toujours à une logique apparente, et les informations sur la constitution génétique de l'individu doivent être maniées avec d'infinies précautions.

De plus, l'individu n'est pas seul en cause : le conjoint, une compagnie d'assurance, un employeur peuvent-ils demander, obtenir cette information ? On peut affirmer le droit imprescriptible de chacun à être le seul à connaître son patrimoine génétique ; mais ce droit se heurte parfois aux exigences légitimes de la société : aimeriez-vous prendre place dans un avion dont le pilote a un parent atteint de chorée de Huntington, sans être certain qu'il soit indemne ? Faut-il alors interdire certaines professions à toutes les personnes appartenant à des familles à risque, alors qu'une analyse de l'ADN peut trancher ? Pour ceux qui trouveraient ces considérations excessives, rappelons qu'au début des années quatre-vingts, une interprétation erronée des dangers courus en haute altitude par les porteurs (non atteints) de drépanocytose a failli entraîner aux États-Unis leur exclusion de la profession de pilote et même des voyages aériens (notons que ces porteurs sont dans leur très grande majorité des Noirs... ). On voit l'ampleur des conflits prévisibles entre droit de l'individu et besoins de la collectivité. La chorée de Huntington est certes un cas limite, niais qui montre bien la nature des enjeux. Le diagnostic prénatal, au premier abord moins problématique, soulève pourtant lui aussi des interrogations. Elles se résument à ce que les responsables de centres de génétique médicale appellent " l'exigence de qualité de l'enfant ". On commence par faire en sorte d'éviter la naissance d'enfants souffrant de maladies très graves comme la myopathie ou la mucoviscidose ; mais l'hémophilie, dont le traitement est maintenant bien maîtrisé, est-elle un motif d'élimination ? Qu'en est-il d'affections plus bénignes ? Nous nous trouvons ici pris dans une contradiction. D'un côté, le droit à l'interruption volontaire de grossesse est reconnu ; de l'autre, l'évolution technique permet de prévoir que l'on pourra déterminer, avant trois mois, de nombreuses caractéristiques de l'embryon : non seulement l'absence de maladies graves mais aussi, pourquoi pas, la couleur des yeux, la taille probable à l'âge adulte, le risque de cancer avant quarante ans et la part génétique du potentiel intellectuel. Faut-il alors admettre l'interruption de grossesse sélective comme moyen d'aboutir à " l'enfant parfait " ? Les praticiens y sont dans leur très grande majorité opposés, et refusent par exemple actuellement le diagnostic de sexe en début de grossesse pour éviter une telle dérive ; mais cette position restera-t-elle tenable longtemps, compte tenu des perfectionnements qui vont rendre ces examens plus faciles et sans doute permettre de les pratiquer en dehors de tout cadre hospitalier ? Autant de questions que le chercheur doit porter à la connaissance de la société qui seule pourra décider comment y répondre, par la loi, la jurisprudence... ou le laisser-faire, qui est aussi une réponse.

Jordan B.
Génome et maladies génétiques: du diagnostic à la thérapie
in L'homme et la santé
Seuil, Paris, 1992.
pp. 127-129

Établis une synthèse de ce texte en indiquant:
- le progrès scientifique ou médical et
- la dérive ou le problème moral qui se pose à son sujet.
Ajoute à cette synthèse les questions posées par l'actualité et auxquelles ce texte de 1992 ne fait pas (encore) référence.
Quelle est la responsabilité du scientifique face à ces découvertes 

Dernière modification: 02/07/2006