4.1- Génétique 3: Épigénétique Flashcards

(102 cards)

1
Q

toutes cellules de notre corps partagent la même info génétique sauf…

A

lymphocytes

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2
Q

un hépatocyte doit pouvoir produire quoi?

A

Être en mesure d’activer les gènes recquis et inactivé ceux qui ne sont pas nécéssaire pour par exemple produire les molécules de son cytosquelettes pour générer les canicules biliaires , mais pas se différencier en chondrocyte

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3
Q

comment s’assurer qu’un gène demeure actif ou inactif?

A

en modifiant sa chromatine, soit des changements épigénétiques qui contrôle la transcription

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4
Q

qu’arrive t-il lors d’un cancer?

A
  • les mécanismes responsables de la transmissions épigénétiques sont défectueux;
  • Les cellules cancéreuses inactivent gènes généralement actifs (P53) et activent ceux généralement inactifs (oncogènes), ce qui leur permet de devenir de plus en plus aggressive
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5
Q

qu’est ce que l’évolution clonale?

A

lorsque les perturbations épigénétiques permettent aux cellules cancéreuses de devenir de plus en plus agressive

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6
Q

quel gène exprime seulement allèle paternel?

A

IGF2

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7
Q

quel gène exprime seulement allèle maternel?

A

H19

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8
Q

IGF2 a une empreinte parentale..

A

La terminologie de l’empreinte parentale: elle ne fait pas directement référence à l’expression mais plutôt à la méthylation de l’allèle. Une empreinte maternelle indique que l’allèle d’origine maternelle est méthylé: cet allèle méthylé n’est donc pas transcrit, d’où l’expression paternelle.

Donc, IGF2
MATERNEL
car inactive (méthyle) allèle maternel et donc exprime allèle paternel

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9
Q

H19 a une empreinte parentale…

A

PATERNEL

inactive allèle paternel et exprime allèle maternel

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10
Q

quels sont les 4 principes fondamentaux des modifications épigénétique?

A

1- Marque Épigénétique doit altérer la chromatine sans changer la séquence de nucléotide de ADN
2- ME doit être transmise fidèlement d’une cellule à toutes ses descendantes; cette caractéristique garantie que la différenciation soit irréversible
3- ME doivent être effacées dans cellules de l’embryon précoce (pendant les 4 premiers jours post conception = avant stade de blastocyte)
4- après le stade blastocyte (différenciation des cellules de la morule en bouton embryonnaire et trophoblaste) les cellules de l’embryon recommencent à marquer leur chromatine selon leurs voies de différenciation

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11
Q

les marques épigénétiques peuvent se faire à 4 niveaux, lesquels?

A

1-méthylation des cytosines et guanine d’ADN
2-altération des histones
3-portéines Polycomb (PC) et Thrithorax (TTX)
4-structure des nucléosomes

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12
Q

à quel niveaux l’impact est local?

A

méthylation des cytosines et altération des histones

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13
Q

quel niveau contrôlent les longs segments ADN comportant plusieurs gènes?

A

protéines Polycomb (Pc) et Thrithorax (TTX)

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14
Q

quelle est la cause la plus importante de mutations ponctuelles en génétique et en oncologie?

A

les cytosines méthylés peuvent s’oxyder en uracile qui agiront comme des thymines

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15
Q

comment le principe de méthylation peut inhiber la transcription?

A

enzyme DNA méthyle transferase (DNMT) ajoute un méthyle CH3 sur le 5e carbone des cytosines

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16
Q

quelles sont les trois étapes du mécanisme de méthylation?

A

1-deux brins ADN méthylés sont dénaturés en ADN simple brin = ssDNA
2-DNA polymerase transforme chacun des brins de ssDNA en dsDNA (le brin original est méthyle mais le brin neuf non!)
3-DNMT (recruté par facteur de transcription inhibiteur (FT-1)); reconnait une cytosine méthylée sur un brin et méthyle la cytosine sur le brin complémentaire

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17
Q

qu’est ce qui est encore plus efficace que le groupe méthyle à lui seul pour empêcher la transcription? et ce dernier est essentiel pour qui?

A

cytosines méthylé recrutent un MeCP (methyl cytosine binding protéine)
=grosse protéines plus efficaces pour empêcher la liaison de facteur de transcription activateur!

Le MECP est essentiel pour le développement de l’embryon

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18
Q

vous observez un enfant (ayant un développement tout à fait normal depuis l’âge de 1 an) qui commence à développer un profond retard mental et une neurodégénérescence progressive depuis quelques années, que pourrait être la cause?

A

syndrome de Rett
- mutation de MECP2, gène sur chromosome X donc seul les filles sont atteintes
- transmission dominante
- essentiel chez embryon et généralement létale chez foetus masculin

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19
Q

comment la méthylation de ADN contrôle l’acétylation des histones?

A

MeCP recrutent enzyme HDAC (histone déacétylase)

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20
Q

nommer chacune des histones présentent en 2 copies au niveau du nucléosome

A

H2A
H2B
H3
H4
X2

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21
Q

existe-il seulement 4 paires d’histones?

A

NON
en plus des histones classiques, on peut en retrouver plusieurs autres
=plus que 50 histones peuvent être générées, de longueurs et de séquences variables augmentant ainsi le de beaucoup le nombre d’aa pouvant être modifiées par ajout de molécules

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22
Q

ou se lie les histones H1? permet quoi?

A

se lient à ADN à l’endroit ou il n’est pas enroulé autour de l’octamère ce qui lui permet de contrôler la configuration 3D de la chromatine
ADN internucléosomique

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23
Q

comment s’appelle la région de la chromatine transcriptionnellement active?

A

EUCHROMATINE

ouverte

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24
Q

comment s’appelle la région de la chromatine transcriptionnellement non active/non transcrite?

A

HÉTÉROCHROMATINE

Compact

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25
comment catégoriser une histone hypo-acetylé?
moins ou = à 1 acétyle
26
comment catégoriser une histone hyper-acetylé?
plus que ou = 3 acétyles
27
V OU F: chez la femme, le X inactivé est hyper acétylé
FAUX il est hypo-acétylé et hyperméthylé *l'acétylation des histones altèrent leur structure secondaire et tertiaire* =plus histones sont acétyles et plus elle adoptent une configuration d'euchromatine =plus les gènes sont facilement transcrits *on veut donc le moins possible d'euchromatine = hypo acétyle!
28
les différents acides aminés de chacune des différentes histones peuvent être ... afin de contrôler la façon dont les nucléosomes interagissent avec ADN
acétyles, méthylés, phosphorés ou ubiquitinés
29
qu'est ce que le code des histones?
**Selon la molécule d’histone impliquée et l’acide aminé altéré, ces changements peuvent soit ouvrir ou compacter la chromatine, pour activer ou inhiber sa transcription.** *Les modifications des histones contrôlent la transcription, et constituent le “code d’histones”*
30
V OU F: Polycomb (Pc) active les transcription sur des longs segments d'ADN?
FAUX INACTIVE! sur de longs segments ADN TTX active et Pc inactive
31
V OU F: Pc et TTX peuvent modifier le code d'histones?
vrai | ils sont généralement recrutés par des histones spécifiquement modifiées
32
qu'est ce qui peut faire glisser l'ADN sur les histones afin d'exposer ou de cacher les promoteurs?
topoisomérase
33
quel type ADN est enroulé autour de protamines et non d'histones? quel est l'impact?
ADN des spermatozoides | les protamines permettent une compaction plus dense de ADN mais celui-ci ne peut pas être transcrit
34
comment ADN paternel peut être transcrit si les protamines compactent celui-ci?
après la fécondation de l'ovocyte, ADN paternel de défait des protamines pour s'associer aux histones =association doit être parfaite pour s'assurer que les gènes requis soit accessibles (erreurs à ce niveau=fatales)
35
comment dsARN (double-brin) peut inhiber la transcription des gènes?
il se lie à la séquence ADN complémentaire ou il recrute l'enzyme Met1 qui méthyle les CG adjacents
36
quels types ADN ont un rôle primordial dans le contrôle épigénétique de l'embryogenèse, différentiation cellulaire, de la transcription et de la carcinogenèse
siRNA et lncARN
37
expliquer comment la cascade dsRNA/Met1 constitue un contrôle pré-transcriptionnel
La méthylation des CG est **transmise de la cellule marquée à toutes ses descendantes**, sans requérir la présence de dsRNA à chaque fois! cette méthylation inhibe la transcription des gènes pour toutes les cellules descendantes
38
nommer les 2 types ARN-inhibiteurs
- microRNA/miRNA; produit physiologiquement par la cellule | - short inhibitory RNA/siRNA; introduits artificiellement par les investigateurs pour moduler l'expression génique
39
2500 miRNA sont connus dont plus de 150 qui modulent l'expression de...
anti-oncogène P53
40
est-ce que la majorité de notre génome est traduit en protéines?
NON 80% du génome est transcrit en ARN mais seulement 3% est traduit en protéines =donc majorité ne codent pas!
41
comment sont formés les dsRNA?
1- ADN peut générer un ARN complémentaire à lui-même, qui se replie en épingle à cheveux et forme=dsRNA 2- **lorsque les 2 brins ADN sont transcrits ils sont complémentaires et en se liant= forme dsRNA
42
comment sont formés les siRNA?
dans le cytoplasme, les dsRNA sont reconnus par DICER qui les coupe en segments de 18-25 nt, soit les siRNA
43
les sirRNA sont transférés à...?
RISC
44
rôle du complexe siRNA-RISC
quand ce complexe reconnait une séquence ARN complémentaire, il la clive =destruction ARNm empêche donc la traduction de cet ARNm en protéine =controle post transcriptionnel
45
effets d'avoir une mutation de DICER?
blastomères pulmonaires primitifs; tumeur pulmonaire pédiatrique très rare et caractérisé par une prolifération de cellules blastiques indifférenciées et à plusieurs autres cancers!
46
nommer d'autres mécanismes épigénétiques de contrôle de transcription? (juste savoir qu'ils existent)
miRNA, endommagées-siRNA et piRNA (Piwi) (Elle détruit l'ARNm ciblé)
47
taille des lncRNA
plus grande que 200 nt
48
v ou f; les IncRNA ont beaucoup de potentiel de traduction en protéines
FAUX | peu ou pas de potentiel de traduction en protéines
49
avons nous plus de lncRNA que de gènes?
OUI plus de 50 000 lncRNA alors que 20 000 gènes *presque 3x plus de lncRNA que de gènes
50
donner 2 exemples de lncRNA et ce qu'ils modulent respectivement
- H19 module IGF2 - XIST module inactivation du X
51
les lncRNA peuvent se lier à des ARNm et ont deux effets possibles; lesquels?
- augmenter la demi-vie de ces ARNm afin de produire plus de protéines par transcrit de ARNm - activer la dégradation des ARNm; forme d'inhibition post-transcriptionnelle
52
décrire le rôle des lncRNA dans l'embryogénèse et comment varie la complexité des organes
*rôle primordial dans le développement embryonnaire et organogenèse!* - La complexité des organes augmentent proportionnellement avec l'augmentation du nombre et de la variabilité des différents lncRNA
53
v ou f: le miRNA Let 7 augmente l'expression du facteur souche
FAUX la PERTE de l'état souche est caractérisé par une expression de Let 7 (inhibe la cascade) **ESCC miRNA active les facteurs déterminant l'état souche!
54
v ou f: il est impossible pour les cellules humaines différenciées d'être reprogrammées en cellules souches!
FAUX | *c'est possible! en introduisant des miRNA de types "facteurs souches"
55
Les miRNA peuvent ils être impliqué dans la croissance foetale?
Oui, les miRNA peuvent joué un rôle sur le développement des souris et les rendre hyper musclés | *inhibe la croissance cardiomycocytes et indirectement par une cascade d'inhibition= augmente les canaux K+
56
quel gène inhibe la croissance musculaire?
la myostatine
57
qu'arrive t'il la myostatine est muté?
*miR1 (une miRNA) peut reconnaitre et cliver ARNm de la myostatine | =la masse musculaire est doublé car la myostatine ne peut plus inhiber la croissance musculaire
58
Résumé des ncRNA
59
combien de gènes environs ne respectent pas les règles de Mendel et sont considéré comme des gènes ayant une expression parentale préférentielle?
100-200 gènes; 0,5 à 1% des nos gènes
60
une môle d'origine androgénique (2 noyaux paternels, 0 maternel) aura comme caractéristiques particulières...
villosités placentaires oedématiées et hyperplasiques, sans embryon
61
une môle avec un triploïdie maternelle (deux haploïdes maternels, et un paternel) aura comme caractéristiques particulières...
placenta très hypoplasies et des foetus avec un retard de croissance très important
62
une môle avec un triploïdie paternelle (deux haploïdes paternels, et un maternel) aura comme caractéristiques particulières...
placentas volumineux avec villosités placentaires oedomatiées et un embryon souvent très petit ou absent (mais parfois de taille relativement normale)
63
différences entre une triploïdie non molaire et molaire
``` NON MOLAIRE (maternelle) -hypoplasie placentaire -retard de croissance -hydrocéphalie (penser au petit bébé avec un grosse tête et un mini sac à dos aka son placenta) ``` ``` MOLAIRE (paternelle) -placenta très volumineux -villosités énormes et hydropiques (oedeme) -absence de foetus!! (pas de bébé) ```
64
IGF2 a une expression...
PATERNELLE *active la prolifération cellulaire dans plusieurs organes lors de l'embryogénèse et dans plusieurs tumeurs de l'enfant et de l'adulte
65
H19 a une expression...
MATERNELLE *ajacent à IGF2 sur 11p15.2 =inhibe expression de IGF2
66
effet d'une triploïdie paternelle sur le placenta
*2 copies pères et 1 de la mère -H19 s'exprime sur allèle maternelle -IGF2 s'exprime sur allèle paternelle =seulement 1 copie active de H19 pour inhiber 2 copies de IGF2 =surexpression de IGF2 =croissance anormale du placenta
67
effet d'une triploïde maternelle sur le placenta
*2 copies mères et 1 copie père -2 allèles actifs pour inhiber 1 copie de IGF2 -sous expression de IGF2 =hypoplasie placentaire sévère, retard de croissance sévère du foetus
68
le P57 a une empreinte X et donc une expression X
empreinte paternelle | expression maternelle
69
qu'est ce que la rétention post mortem?
diploïdie (1 pat et 1 mat) composante maternel exprimant P57 certaines villosités sont volumineuses et oedomatisées (hydropiques)
70
qu'est ce qu'une môle partielle?
triploïdie; 2 paternel + 1 maternel plus de villosités ectopiques que rétention post mortem cytotrophoblaste exprime P57
71
qu'est ce qu'une môle complète?
diploïdie (2 pat, 0 mat) villosités extrêmement volumineuses et très hydropiques cytotrophoblaste exprime PAS P57 mais il est exprimé dans le syncytiotrophoblaste et dans la déciduale)
72
qu'est ce qu'une disomie uniparentale? (UPD)
chromosome est présent en 2 copies mais ces deux copies proviennent du même parent
73
quelles maladies sont le résultat d'une UPD?
Prader Willi (UPD 15 Mat) AngelMan (UPD 15 Pat) Syndrome BeckWith-Wiedemann (UPD 11 Pat)
74
si la non disjonction survient dans la première division méiotique, il y a ...
hétérodisomie | *les cellules possèdent chacune des deux copies du chromosome d'un parent et aucun de l'autre parent
75
si la non disjonction survient dans la deuxième division méiotique, il y a...
isodisomie | *les cellules possèdent 2 copies identiques du chromosome
76
l'isodomie ou l'hétérodisomie est plus fréquente?
hétérodisomie est plus fréquente!! | moins létale= gènes récessifs létaux ne sont pas identiques sur cette paire de chromosome!
77
qu'est ce que les domaines d'empreinte?
gènes soumis a une empreinte parentale regroupés sur de très petites régions chromosomiques
78
qu'est ce que les centres d'empreinte?
gènes qui sont méthylés différemment sur l'allèle paternel vs allèle maternel
79
qu'est ce que la marque d'empreinte?
**méthylation différentielle** allèle maternel vs allèle paternel =contrôle expression de ces allèles, qui contrôlent expression de tous les gènes inclus dans cette région
80
comment la marque d'un individu reflète son sexe et non celui de ses parents?
la marque d'empreinte est effacée et réinstiutée durant la gamétogénèse *En d'autres mots, le bagage qui vient de mon père est maintenant mon bagage*
81
v ou f: la marque épigénétique provenant des parents est effacée lors de la déméthylation globale de la morula
FAUX, - les allèles des 2 parents sont initialement généralement transcrits de façon identique, et ce n’est que plus tard (une fois que les allèles sont méthylés, acétylés et autrement modifiés) que leur transcription sera différente.
82
Syndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS):
elle est caractérisée - une gigantisme asymétrie de taille des membres) - Une omphalocèle (fermeture incomplète de l’ombilic avec viscères extra- abdominaux néanmoins recouverts de peau ou d’amnion, suite à l’hépatomégalie), - une macroglossie et - des lobes d’oreilles striés. - Ces enfants ont un risque de 10% de développer une tumeur embryonnaire . Ces anomalies sont expliquées par une **surproduction de la protéine IGF2 et d’autres proto-oncogènes inclus dans la région 11p15.5.**
83
sur le domaine 11p15.5, contenant plusieurs gènes avec empreinte parentale, les gènes ayant expression paternelle agissent comme X et ayant une expression maternelle agissent comme X
- expression paternelle=proto-oncogènes - expression maternelle=suppresseur de tumeurs
84
Syndrome de Silver Russel
H19pat actif, ou dup H19mat - surexpression H19 → inhibition IGF2 (H19 = miRNA, inhibe > 5 proto- oncogènes) Retard de croissance Retard développemental (moteur et cognitif) et troubles d’apprentissage si hypoglycémie
85
qu'est ce que l'hypothèse de Haig?
les gènes d'empreintes parentales influencent le développement de l'embryon; mais on ne sait pas trop pourquoi... Hypothèse de Haig; -les mâles veulent avoir des gros bébés=expression de facteur de croissance/proto oncogènes -les femmes veulent des assez gros bébés mais pas trop gros pour être capable de l'accoucher!= inhibe proto-oncogènes d'origine paternelle
86
qu'arrive t-il si, en présence d'un cancer, DNA- Méthyle-trasnférase (DNMT) et Histone DeAcetylase (HDAC) sont inactivés?
la cellule peut ré-activer certains gènes de façon non spécifique et si ceux-ci sont proto oncogènes, facteurs de croissance vasculaire, télomérase ou gènes favorisant la métastase =augmente le potentiel d'agressivité de la cellule
87
Est ce que les anomalies épigénétiques sont tout aussi importantes que les mutations “conventionnelles” de l'ADN pour le cancer
**- OUIIIIIII, on peut utiliser des médicaments qui inhibent le DNMT et l’HDAC dans le traitement du cancer: ces médicaments réactivent des gènes de façon non-spécifique, et l’on a remarqué qu’il est fréquent que des gènes suppresseurs de tumeurs sont ainsi réactivés. ** - il est maintenant possible de diagnostiquer moléculairement et de façon précoce l’apparition d’adénomes colo-rectaux (tumeurs pré-cancéreuses) et d’adénocarcinomes colo-rectaux: les cellules normales ont un profil de méthylation normal, alors que les cellules des adénomes et des adénocarcinomes **hyper- méthylent** certains gènes. Ainsi, plutôt que de faire une coloscopie à tous les individus de 50 ans ou plus (procédure lourde qui peut causer une perforation du côlon), il est possible d’évaluer le profil de méthylation au niveau des cellules desquamées dans les selles
88
v ou f: les miRNA ont seulement un effet anti oncogénique dans tous les tissus
FAUX peuvent avoir un effet anti oncogénique (suppresseur de tumeurs) ou oncogénique (oncomir) dans différents tissus =compliqué de les utiliser dans le traitement du cancer
89
y'a t-il un lien direct entre la nutrition maternelle et le développement de maladies chez l'adulte?
OUI risque obésité, asthérosclérose et maladie coronariennes augmentent à l'âge adulte s'il y a eu une malnutrition foetale (manque de calories) durant la grossesse
90
quelles maladies peuvent être "évitées" par les miRNA
Huntington et syndrome du X fragile =génèrent une protéine cytotoxique si mutation *miRNA reconnaissent ARNm mutés et le détruise et donc empêche l'accumulation de la protéine cytotoxique
91
que signifie CRISPR
clustered regularly interspaced short palindromic repeats
92
décrire les étapes de CRISPR
- sgRNA (single guide RNA) frome un complexe avec Cas9 - sgRNA reconnait et lie ADN complémentaire alors que Cas9 coupe les 2 biens - tente de relier les 2 segments coupés; si pas de ADNdb pour effectuer la réparation= pas parfait (microdéletion ou micro insertion); allèle est inactivé *knock out - si présence ADN db complémentaire (ajouté au système); on répare la mutation ou on insère des nouveaux gènes controlés par le promoteur du gène d'intérêt *knock in
93
est-ce que CRISPR-Cas 9 peut être utilisé avec succès sur des embryons humains?
NON!!! perturbe énormément le génome si technique effectuée sur des embryons humaines =résultats catastrophiques
94
est-il également possible de modifier Cas9 pour corriger une mutation?
OUI inactive les 2 sites enzymatiques qui coupent ADN introduit site enzymatique de type dé-aminase; on convertie une cytosine en thymine
95
Les gènes sont généralement impliquées dans quoi chez l'humain?
Chez l’humain, une centaine de gènes ont une empreinte parentale; ces gènes sont généralement impliqués dans la croissance cellulaire ou ont un effet neuropsychologique.
96
Qu'est-ce qu'un zygotes androgénétiques?
zygotes androgénétiques13 (2 noyaux paternels, 0 maternel): développement relativement normal du placenta et des membranes, mais développement très désorganisé de l'embryon avec résorption rapide;
97
Qu'est-ce qu'un zygote gynogénétique?
zygotes gynogénétiques (2 noyaux maternels, 0 paternel): développement relativement normal mais retardé de l'embryon, avec hypoplasie placentaire très sévère;
98
Quelles sont les 3 facons pour avoir le syndrome de BW?
99
Discuter du domaine 11p15.5.
Le domaine 11p15.5 contient plusieurs gènes avec empreinte parentale, certains avec une expression maternelle, d’autres avec une expression paternelle. Ces gènes agissent tous comme des proto-oncogènes lorsqu’ils ont une expression paternelle, ou comme des gènes suppresseurs de tumeurs lorsque leur expression est maternelle.
100
Qu'est-ce que le Syndrome de Silver-Russell?
- Ce syndrome, également très rare, est - caractérisé par un retard de croissance prénatal et postnatal sévère (avec hypoplasie asymétrique des membres dans la moitié des cas) en association avec plusieurs dysmorphismes. - Il est le résultat d’une anomalie en 11p15.5 dans la majorité des cas (soit une absence de méthylation de l’allèle paternel de H19, ou d’une duplication du H19mat), ce qui cause une surexpression d’H19 qui diminue l’expression d’IGF2 - vous remarquerez qu’il s’agit de l’inverse du syndrome de Beckwith-Wiedemann - Le gène H19 de la région 11p15.5 n’est exprimé que sur l’allèle maternel; H19 est transcrit en ARNm, mais cet ARNm n’est pas traduit en protéine. Cet ARNm est digéré en miRNA, et ce miRNA inhibe partiellement l’action d’IGF2 et d’au moins 4 autres protooncogènes
101
Qu'est-ce que le syndrome de Turner et sa relation avec les gènes?
- les patientes à 45,Xmat sont plus à risque d’avoir une malformation cardiaque, un cou palmé et des difficultés de langage que les 45,Xpat. - Il semble donc que un ou plusieurs gènes du chromosome X sont sujets à une empreinte parentale, avec expression paternelle requise pour enclencher un développement normal.
102
Le BWS et le SRS sont tous les deux 10 fois plus fréquents | dans les FIV, pourquoi?
il semble que ces associations soient causées par une anomalie de l’établissement de l’empreinte pendant la gamétogenèse (ces anomalies prédisposent ces couples à l’infertilité), plutôt qu’à une anomalie induite par la technique de FIV – les traitements favorisant la survie de l’embryon (Vermeiden et Bernardus, 2013).