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title: "Variation génétique et maladies"
book: "Biologie du lycée"
subject: biology
language: fr
chapter: 16
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/16-variation-genetique-et-maladies
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# Chapitre 16 — Variation génétique et maladies

Un couple en parfaite santé a un premier enfant qui, dès les premières semaines, tousse, ne prend pas de poids, et dont la sueur est si salée qu’un baiser sur le front en a le goût. Le diagnostic est la mucoviscidose : les deux parents, sans le savoir, portaient chacun une copie non fonctionnelle du même [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), et l’enfant a reçu les deux. Une personne sur vingt-cinq d’ascendance européenne est un tel [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ; les parents auraient pu le savoir, avant la grossesse, par un test sur une goutte de sang. Ce chapitre porte sur les maladies écrites dans les [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) : comment elles se transmettent, comment le risque se calcule sur un [arbre généalogique](#def-g11-genes-and-disease-pedigree), comment un laboratoire lit le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), et pourquoi la plupart des maladies fréquentes ne sont génétiques qu’en partie.

## 16.1 Les maladies d’un seul gène

**Définition 16.1 (Maladie génétique, dominant et récessif).**

Une *maladie génétique* est une maladie causée par un ou plusieurs [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) mutés. Pour une maladie d’un seul [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) est *récessif* si la maladie n’apparaît que chez les personnes qui en portent deux copies — une personne qui n’en porte qu’une est un *porteur* sain — et *dominant* si une copie suffit. Par convention, on note les [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) par une lettre : $A$ pour l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ordinaire, $a$ pour un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté récessif, si bien qu’un porteur est $Aa$ et une personne atteinte $aa$.

**Exemple 16.2 (La mucoviscidose).**

Le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) CFTR code une [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) qui laisse les ions chlorure traverser la membrane des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) qui tapissent les voies respiratoires, l’intestin et les glandes sudoripares. L’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté le plus fréquent est privé de trois [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide), donc d’un [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) ; la [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) se replie mal et est détruite. Sans elle, le mucus des voies respiratoires est épais et collant, les infections s’installent dans les poumons, et les canaux du pancréas s’obstruent. La maladie est récessive : environ un Européen sur 25 est [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) sain, et un nouveau-né sur 2500 est atteint. La drépanocytose ([Chapitre 15](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#ch-g11-enzymes-and-phenotype)) est de même récessive ; la maladie de Huntington, une dégénérescence du cerveau qui débute vers quarante ans, est dominante — un seul [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté suffit, et toute personne atteinte avait un parent atteint.

**Proposition 16.3 (Transmission d’une maladie récessive).**

Chaque parent transmet à chaque enfant l’un de ses deux [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), tiré au hasard. Deux [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) $Aa \times Aa$ ont donc, pour chaque enfant, une chance sur $1/4$ d’avoir un enfant atteint $aa$, $1/2$ d’avoir un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) $Aa$ et $1/4$ d’avoir un [non-porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) $AA$. Un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) et un [non-porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) $Aa \times AA$ n’ont aucun enfant atteint et une chance sur deux d’avoir un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic). Une personne atteinte et un [non-porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) $aa \times AA$ n’ont que des enfants [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic).

**Démonstration.** *Admis à ce niveau.* ∎

![Échiquiers de croisement. Chaque case est une combinaison également probable de l’allèle de la mère (ligne) et de celui du père (colonne). Les proportions sont des probabilités pour chaque enfant, non une garantie sur quatre enfants.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-genes-and-disease/fig-572532ac47ed.svg)

*Échiquiers de croisement. Chaque case est une combinaison également probable de l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) de la mère (ligne) et de celui du père (colonne). Les proportions sont des probabilités pour chaque enfant, non une garantie sur quatre enfants.*

![Un frottis sanguin d’une personne atteinte de drépanocytose : des globules rouges ronds et, parmi eux, des faucilles. Le phénotype cellulaire d’une seule substitution d’acide aminé, portée sur les deux allèles.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-genes-and-disease/img-cb22b13ecefc.jpg)

*Un frottis sanguin d’une personne atteinte de drépanocytose : des globules rouges ronds et, parmi eux, des faucilles. Le [phénotype](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) cellulaire d’une seule substitution d’[acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families), portée sur les deux [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene).*

## 16.2 Lire un arbre généalogique

**Définition 16.4 (Arbre généalogique).**

Un *arbre généalogique* est un schéma d’une famille sur plusieurs générations : des carrés pour les hommes, des cercles pour les femmes, un trait horizontal réunissant un couple, un trait vertical descendant vers leurs enfants, des symboles pleins pour les personnes atteintes. Les générations sont numérotées I, II, III depuis le haut ; les individus sont numérotés depuis la gauche.

![Un arbre généalogique pour la mucoviscidose. II-2 et III-2 sont atteints ; leurs parents sont sains. Les deux couples I-1/I-2 et II-3/II-4 sont nécessairement porteurs ; II-3, frère sain d’un enfant atteint, est porteur avec une probabilité de 2/3.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-genes-and-disease/fig-072c1879d011.svg)

*Un [arbre généalogique](#def-g11-genes-and-disease-pedigree) pour la mucoviscidose. II-2 et III-2 sont atteints ; leurs parents sont sains. Les deux couples I-1/I-2 et II-3/II-4 sont nécessairement [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ; II-3, frère sain d’un enfant atteint, est [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avec une probabilité de $2/3$.*

**Méthode 16.5 (Analyser un arbre généalogique).**

1. *[Dominant](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ou [récessif](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ?* Un enfant atteint né de deux parents sains signifie [récessif](#def-g11-genes-and-disease-genetic) (les parents sont [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ). Une personne atteinte ayant un parent atteint à chaque génération suggère un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) [dominant](#def-g11-genes-and-disease-genetic) .
2. *Sur un [chromosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) sexuel ?* Si seuls des hommes sont atteints et que les frères ou le père de leur mère le sont aussi, soupçonner le [chromosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) X (voir plus bas). Sinon, le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) est sur un [chromosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) ordinaire.
3. *Attribuer les [génotypes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype)* : dans une maladie récessive, les personnes atteintes sont $aa$ ; leurs parents et leurs enfants portent au moins un $a$ ; les frères et sœurs sains d’une personne atteinte sont $AA$ ou $Aa$ .
4. *Calculer le risque* pour un enfant à venir en combinant les [génotypes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) des parents dans un échiquier de croisement ; quand le [génotype](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) d’un parent est incertain, pondérer chaque possibilité par sa probabilité.

**Exemple 16.6 (Les deux tiers).**

Pourquoi le frère sain d’un enfant atteint est-il [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avec une probabilité de $2/3$ et non de $1/2$ ? Les parents sont $Aa \times Aa$ ; un enfant est $AA$, $Aa$, $aA$ ou $aa$ avec des chances égales. Savoir qu’il est sain écarte $aa$ : il reste trois cas, dont deux sont [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic). S’il épouse une femme de la population générale (porteuse avec une probabilité de $1/25$), le risque d’un premier enfant atteint vaut $2/3 \times 1/25 \times 1/4 = 1/150$.

## 16.3 Les gènes portés par le chromosome X

**Proposition 16.7 (La transmission liée à l’X).**

Les femmes portent deux [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) X, les hommes un X et un Y. Un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) [récessif](#def-g11-genes-and-disease-genetic) porté par le [chromosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) X est masqué chez une femme par son second X, mais un homme, qui n’a pas de second X, l’exprime. Une telle maladie touche donc surtout les hommes ; les filles d’un homme atteint sont toutes porteuses ; une mère porteuse transmet l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) à la moitié de ses fils, qui sont atteints, et à la moitié de ses filles, qui sont porteuses. L’hémophilie, où le sang ne coagule pas, en est l’exemple classique ; le daltonisme rouge-vert ([Chapitre 21](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/21-lil-et-ses-photorecepteurs#ch-g11-the-eye)) en est un autre.

**Démonstration.** *Admis à ce niveau.* ∎

![Échiquier de croisement pour une maladie récessive liée à l’X comme l’hémophilie (h, l’allèle muté ; H, l’allèle ordinaire).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-genes-and-disease/fig-e3a07c6e68ec.svg)

*Échiquier de croisement pour une maladie récessive liée à l’X comme l’hémophilie ($h$, l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté ; $H$, l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ordinaire).*

## 16.4 Lire le gène lui-même

**Proposition 16.8 (Les tests génétiques).**

Les [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) que porte une personne se lisent directement sur son [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), extrait de quelques [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) (sang, salive et, pour un fœtus, un prélèvement de placenta ou du liquide qui l’entoure). La région du [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) est copiée des millions de fois par une réaction qui imite la réplication ([Chapitre 11](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/11-la-replication-de-ladn#ch-g11-dna-replication)) dans un tube à essai, puis séquencée, ou bien coupée par des [enzymes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-enzyme) qui reconnaissent des séquences précises et triée par taille dans un gel : un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté qui a gagné, perdu ou modifié un site de coupure donne des fragments de longueurs différentes, visibles sous forme de bandes. De tels tests identifient les [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avant même qu’un enfant soit conçu, diagnostiquent un fœtus et détectent la [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) chez un nouveau-né avant l’apparition des symptômes.

**Démonstration.** *Admis à ce niveau.* ∎

![Lire des allèles sur un gel. L’allèle muté a a gagné un site de coupure : le fragment de 600 paires de bases de A est coupé en 400 et 200. Un porteur montre les trois bandes ; une personne atteinte, les deux courtes seulement.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-genes-and-disease/fig-605f0cc80cbc.svg)

*Lire des [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) sur un gel. L’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté $a$ a gagné un site de coupure : le fragment de 600 paires de [bases](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) de $A$ est coupé en 400 et 200. Un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) montre les trois bandes ; une personne atteinte, les deux courtes seulement.*

![Un gel d’électrophorèse sous lumière ultraviolette : des fragments d’ADN, colorés par un marqueur fluorescent, triés par longueur. Chaque piste est un échantillon ; le motif des bandes donne la lecture des allèles.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-genes-and-disease/img-2003a2a65647.jpg)

*Un gel d’électrophorèse sous lumière ultraviolette : des fragments d’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), colorés par un marqueur fluorescent, triés par longueur. Chaque piste est un échantillon ; le motif des bandes donne la lecture des [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene).*

**Exemple 16.9 (Ce qu’un test peut dire et ne peut pas dire).**

Un test de dépistage des [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) de la mucoviscidose recherche les cinquante [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) mutés les plus fréquents et trouve environ 90 % des [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) : un résultat négatif abaisse la probabilité d’être [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) de $1/25$ à environ $1/250$, mais ne l’annule pas. Un diagnostic prénatal sur le fœtus de deux [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) connus est quasi certain, et met les parents devant une décision que la biologie ne prend pas à leur place. Un test de la maladie de Huntington dit à une personne de trente ans en bonne santé si la maladie viendra ; un tiers de ceux qui y ont droit choisissent de ne pas savoir.

## 16.5 Maladies de plusieurs gènes et d’un mode de vie

**Proposition 16.10 (Les maladies multifactorielles).**

La plupart des maladies fréquentes — diabète de type 2, maladies du cœur et des artères, la plupart des cancers, asthme — sont *multifactorielles* : des dizaines ou des centaines d’[allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) déplacent chacun un peu le risque, et l’environnement (régime, activité, tabac, infections) le déplace beaucoup. Une telle maladie se retrouve dans les familles sans suivre les règles d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) unique, et une prédisposition génétique est un risque, non une sentence : les mêmes [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) donnent la maladie dans un mode de vie et pas dans un autre.

**Faits expérimentaux.** De vrais jumeaux partagent tous leurs [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ; quand l’un a un diabète de type 2, l’autre l’a dans environ 70 % des cas — bien au-dessus des 8 % de la population, donc les [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) comptent — mais pas 100 %, donc les [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ne décident pas. Des populations passées en une génération d’un régime rural à un régime urbain ont vu la maladie augmenter plusieurs fois avec les mêmes [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene). Parmi les personnes qui portent beaucoup d’[allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) à risque, celles qui restent actives et minces développent la maladie à une fraction du rythme des autres. ∎

![Risque de diabète de type 2 selon le score génétique et le mode de vie (chiffres arrondis, d’après des études de population). Les gènes multiplient le risque par quatre d’un bout à l’autre de l’échelle ; le mode de vie le multiplie par trois en chaque point de l’échelle. Les deux agissent ensemble.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-genes-and-disease/fig-ca75f5a422d9.svg)

*Risque de diabète de type 2 selon le score génétique et le mode de vie (chiffres arrondis, d’après des études de population). Les [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) multiplient le risque par quatre d’un bout à l’autre de l’échelle ; le mode de vie le multiplie par trois en chaque point de l’échelle. Les deux agissent ensemble.*

**Remarque 16.11 (Ce que « génétique » veut dire, alors).**

La mucoviscidose est génétique au sens strict : le [génotype](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) détermine la maladie, quel que soit l’environnement, et l’environnement ne change que la façon dont elle est vécue. Le diabète de type 2 est génétique en un sens plus faible : le [génotype](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) fixe une susceptibilité que l’environnement réalise ou non. Entre les deux se placent la phénylcétonurie, où un régime annule l’effet du [génotype](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype), et le [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) sain de la drépanocytose, dont l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) est une maladie ici et une protection ailleurs. « Est-ce génétique ? » est rarement une question à laquelle on répond par oui ou par non ; « dans quelle mesure, et dans quelles conditions ? » est la bonne question.

## 16.6 Exercices

**Exercice 16.1 ★.**

Définir les [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) [récessif](#def-g11-genes-and-disease-genetic) et [dominant](#def-g11-genes-and-disease-genetic), ainsi que le [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) sain.

**Solution de Exercice 16.1.**

[Récessif](#def-g11-genes-and-disease-genetic) : la maladie n’apparaît qu’avec deux copies de l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ; [dominant](#def-g11-genes-and-disease-genetic) : une copie suffit. Un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) détient un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté [récessif](#def-g11-genes-and-disease-genetic) et reste en bonne santé.

**Exercice 16.2 ★.**

Deux [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) de la mucoviscidose ont un enfant. Donner la probabilité qu’il soit atteint, [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic), ou ni l’un ni l’autre.

**Solution de Exercice 16.2.**

Atteint $1/4$, [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) $1/2$, ni l’un ni l’autre $1/4$.

**Exercice 16.3 ★.**

Sur la figure de l’[arbre généalogique](#def-g11-genes-and-disease-pedigree), donner les [génotypes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) de I-1, I-2, II-2 et III-2.

**Solution de Exercice 16.3.**

I-1 $Aa$, I-2 $Aa$ (parents d’un enfant atteint), II-2 $aa$, III-2 $aa$.

**Exercice 16.4 ★.**

Pourquoi les maladies récessives liées à l’X sont-elles bien plus fréquentes chez les hommes ?

**Solution de Exercice 16.4.**

Un homme n’a qu’un [chromosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) X : un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) [récessif](#def-g11-genes-and-disease-genetic) qu’il porte est exprimé, faute d’une seconde copie pour le masquer. Une femme doit porter l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) sur ses deux [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) X.

**Exercice 16.5 ★.**

Qu’est-ce qu’une [maladie multifactorielle](#prop-g11-genes-and-disease-multifactorial) ? Donner deux exemples.

**Solution de Exercice 16.5.**

Une maladie dont le risque dépend de nombreux [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) de faible effet et de l’environnement : le diabète de type 2, les maladies du cœur (mais aussi l’asthme, la plupart des cancers).

**Exercice 16.6 ★★.**

Une personne atteinte de mucoviscidose épouse un [non-porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic). Que sont leurs enfants ? Et les enfants de l’un d’eux avec un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ?

**Solution de Exercice 16.6.**

$aa \times AA$ : tous les enfants $Aa$, [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) sains. Un enfant [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avec un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) : $1/4$ atteint, $1/2$ [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic), $1/4$ non [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic).

**Exercice 16.7 ★★.**

Sur la figure de l’[arbre généalogique](#def-g11-genes-and-disease-pedigree), calculer la probabilité que II-1 soit porteuse, puis la probabilité qu’un enfant de II-1 et d’un homme de la population générale soit atteint.

**Solution de Exercice 16.7.**

II-1 est une enfant saine de deux [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) : porteuse avec une probabilité de $2/3$. Risque avec un homme de la population : $2/3 \times 1/25 \times 1/4
= 1/150$.

**Exercice 16.8 ★★.**

Un homme atteint de la maladie de Huntington (dominante, un seul [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté) et une femme saine ont quatre enfants. Quelle est la probabilité qu’un enfant donné hérite de la maladie ? Qu’aucun des quatre n’en hérite ?

**Solution de Exercice 16.8.**

$1/2$ pour chaque enfant. Aucun des quatre : $(1/2)^4 = 1/16$.

**Exercice 16.9 ★★.**

Un homme hémophile épouse une femme non porteuse. Décrire les [génotypes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) et les [phénotypes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) de leurs enfants, et ceux des petits-enfants issus d’une fille mariée à un homme sain.

**Solution de Exercice 16.9.**

$X^hY \times X^HX^H$ : toutes les filles $X^HX^h$, porteuses saines ; tous les fils $X^HY$, sains. Une fille porteuse avec un homme sain : la moitié de ses fils hémophiles, la moitié de ses filles porteuses.

**Exercice 16.10 ★★.**

Sur la figure du gel, quelles bandes montrerait une personne portant deux [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) mutés différents, l’un ajoutant le site de coupure et l’autre supprimant 100 paires de [bases](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) de plus au fragment de 400 ?

**Solution de Exercice 16.10.**

Un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) donne 400 et 200 ; l’autre, avec la délétion supplémentaire, donne 300 et 200. Bandes à 400, 300 et 200 — et aucune à 600.

**Exercice 16.11 ★★.**

Expliquer pourquoi la mucoviscidose est mille fois plus fréquente en Europe qu’en Asie de l’Est alors que le taux de [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) est le même.

**Solution de Exercice 16.11.**

La fréquence d’un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) dans une population dépend de son histoire, et non du seul taux de [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) : l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) européen est apparu il y a longtemps et s’est répandu, peut-être parce que les [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avaient un avantage (on soupçonne une résistance à une maladie diarrhéique) ; en Asie de l’Est, ce ne fut pas le cas.

**Exercice 16.12 ★★★.**

Le premier enfant d’un couple est atteint de mucoviscidose. Calculer la probabilité que le deuxième le soit, puis qu’au moins l’un des deux suivants le soit. Expliquer pourquoi « nous avons eu notre un sur quatre » est un raisonnement faux.

**Solution de Exercice 16.12.**

Chaque enfant est un tirage indépendant : $1/4$ pour le deuxième. Au moins l’un des deux suivants : $1 - (3/4)^2 = 7/16$. Les [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) sont redistribués à chaque conception ; un enfant atteint auparavant n’abaisse pas le risque du suivant.

**Exercice 16.13 ★★★.**

Un test de dépistage détecte 90 % des [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) mutés. Une femme de la population générale a un test négatif. Calculer la probabilité qui lui reste d’être porteuse, et le risque d’un enfant atteint avec un partenaire [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avéré.

**Solution de Exercice 16.13.**

Avant le test, porteuse avec une probabilité de $1/25$ ; le test manque 10 % des [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic), si bien que sur 1000 femmes, 40 sont porteuses et 4 ont un test négatif, tandis que 960 non-porteuses ont un test négatif : probabilité d’être porteuse $4/964 \approx 1/240$. Risque avec un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avéré : $1/240 \times 1/4
\approx 1/960$.

**Exercice 16.14 ★★★.**

Sur la figure du diabète, comparer l’effet du passage de « beaucoup » à « peu » d’[allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) à risque (impossible) à celui du passage de sédentaire à actif (possible), pour une personne portant beaucoup d’[allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) à risque. À quoi un score de risque génétique doit-il servir ?

**Solution de Exercice 16.14.**

De beaucoup à peu d’[allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), en restant sédentaire : de 34 % à 9 % ; de sédentaire à actif, avec beaucoup d’[allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) : de 34 % à 12 %. Le changement que l’on peut faire apporte presque la même réduction que celui qu’on ne peut pas faire. Un score de risque sert à repérer qui gagne le plus à changer de mode de vie, non à rendre un verdict.

**Exercice 16.15 ★★★.**

Discuter, en un paragraphe, ce qu’un test de la maladie de Huntington apporte et coûte à un jeune adulte en bonne santé dont un parent est atteint, et pourquoi la décision lui appartient.

**Solution de Exercice 16.15.**

Le test apporte une certitude — la sortie d’une ombre à cinquante pour cent s’il est négatif, la possibilité d’organiser sa vie et sa famille s’il est positif — et coûte, s’il est positif, la connaissance d’une maladie incurable des décennies à l’avance, avec des effets sur l’humeur, l’assurance et les proches qui partagent le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene). Aucun traitement ne découle du résultat, si bien que la seule raison de savoir est celle de la personne elle-même ; c’est pourquoi le choix, et son moment, lui appartiennent.

## 16.7 Problème : une famille, un gène

**Problème 16.1.**

Problème du week-end — une famille touchée par la mucoviscidose suivie sur trois générations : génotypes attribués, risques calculés pour chaque enfant à venir, un test de laboratoire lu, et l’arithmétique d’une population de porteurs

Léa et Tom, tous deux en bonne santé, ont trois enfants : Max (sain), Zoé (mucoviscidose) et Lou (sain). La sœur de Tom, Ana, est en bonne santé et mariée à Karim, dont la famille n’a aucun antécédent de la maladie ; ils attendent un enfant. Dans la population, une personne sur 25 est porteuse.

**Partie I — Les [génotypes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype).**

1. La maladie est-elle dominante ou récessive ? Justifier à partir de la famille.
2. Donner les [génotypes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) de Léa, Tom et Zoé.
3. Quels sont les [génotypes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) possibles de Max, avec quelles probabilités ?
4. Quelle est la probabilité qu’Ana soit porteuse ? (Considérer ses parents.)
5. Quelle est la probabilité que Karim soit [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ?

**Partie II — Les risques.**

6. Calculer la probabilité que l’enfant d’Ana et de Karim soit atteint.
7. Léa et Tom envisagent un quatrième enfant. Probabilité qu’il soit atteint ? Qu’il soit [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ?
8. Max, adulte, épouse une femme de la population générale. Probabilité d’un premier enfant atteint ?
9. Zoé, adulte, épouse un homme de la population générale. Probabilité d’un enfant atteint ? D’un enfant [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ?
10. Lou épouse un cousin germain, enfant d’Ana et de Karim. Calculer la probabilité d’un enfant atteint. Pourquoi est-elle plus élevée que pour Max ?

**Partie III — Le test.** L’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté porté dans cette famille ajoute un site de coupure : l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ordinaire donne un fragment de 900 paires de [bases](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide), l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté en donne un de 600 et un de 300.

11. Dessiner, ou décrire, les bandes attendues pour Zoé, pour Tom et pour un [non-porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) .
12. Max est testé : une seule bande à 900. Quel est désormais son [génotype](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) , et le nouveau risque pour son premier enfant (question 8) ?
13. Ana est testée : bandes à 900, 600 et 300. Recalculer le risque pour son enfant.
14. Le test de Karim ne trouve aucun des cinquante [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) mutés les plus fréquents, qui couvrent 90 % des [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) . Calculer la probabilité qui lui reste d’être [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) et recalculer le risque.
15. Un test prénatal sur le fœtus d’Ana et de Karim montre des bandes à 900, 600 et 300. Quels sont le [génotype](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) et le [phénotype](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) du fœtus ?

**Partie IV — La population.**

16. Si une personne sur 25 est porteuse, quelle est la probabilité que les deux membres d’un couple pris au hasard soient [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) , et donc la fréquence des nouveau-nés atteints ?
17. Comparer au un sur 2500 observé. Commenter.
18. Presque toutes les personnes atteintes mouraient autrefois dans l’enfance. Expliquer pourquoi l’ [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté est néanmoins resté à une fréquence d’une copie sur 50, en utilisant le nombre de copies portées par les [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) sains face à celles portées par les personnes atteintes.
19. Les traitements permettent aujourd’hui à la plupart des personnes atteintes d’atteindre l’âge adulte et d’avoir des enfants. Prévoir l’effet sur la fréquence de l’ [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) au fil des générations à venir, et son ampleur.
20. Énoncer le résultat : le un sur quatre de deux [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) , le deux sur trois d’un frère ou d’une sœur sain, et ce que le gel a ajouté à l’arithmétique pour cette famille.

**Solution de Problème 16.1.**

**1.** Récessive : Zoé est atteinte et ses deux parents sont sains, chacun porte donc un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté caché.

**2.** Léa $Aa$, Tom $Aa$, Zoé $aa$.

**3.** $AA$ avec une probabilité de $1/3$, $Aa$ avec $2/3$ (il est sain, donc $aa$ est exclu).

**4.** Tom est [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic), donc l’un au moins de ses parents l’est ; comme personne n’est atteint dans cette génération, Ana a reçu l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) de ce parent avec une probabilité de $1/2$ : $1/2$ (en prenant l’autre parent pour un [non-porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic)).

**5.** $1/25$, le chiffre de la population.

**6.** $1/2 \times 1/25 \times 1/4 = 1/200$.

**7.** Atteint $1/4$ ; [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) $1/2$.

**8.** $2/3 \times 1/25 \times 1/4 = 1/150$.

**9.** Zoé est $aa$ ; son conjoint est $Aa$ avec une probabilité de $1/25$. Atteint : $1/25 \times 1/2 = 1/50$. [Porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) : chaque enfant reçoit $a$ de Zoé, donc [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avec une probabilité de $24/25 \times 1 + 1/25 \times
1/2 \approx 0.98$.

**10.** Lou est [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avec une probabilité de $2/3$ ; le cousin a reçu $a$ d’Ana (porteuse avec $1/2$) avec une probabilité de $1/2$, il est donc [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) avec une probabilité de $1/4$ (en négligeant Karim) : $2/3 \times 1/4
\times 1/4 = 1/24$, quatre fois plus qu’avec Max, parce que le cousin vient de la même famille et est bien plus susceptible qu’un inconnu de porter le même [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene).

**11.** Zoé : 600 et 300 seulement. Tom : 900, 600 et 300. [Non-porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) : 900 seulement.

**12.** $AA$ : il n’est pas [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ; le risque pour son enfant tombe de $1/150$ à zéro (sauf [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) nouvelle).

**13.** Ana est $Aa$ : risque $1 \times 1/25 \times 1/4 = 1/100$.

**14.** Sur 1000 personnes comme Karim, 40 sont porteuses dont 4 ont un test négatif, et 960 non-porteuses ont un test négatif : $4/964 \approx
1/240$. Risque : $1 \times 1/240 \times 1/4 \approx 1/960$.

**15.** $Aa$ : un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) sain, comme sa mère.

**16.** $(1/25)^2 = 1/625$ des couples sont formés de deux [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) ; un quart de leurs enfants sont atteints : $1/2500$.

**17.** Exactement la fréquence observée : la fréquence des [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) et la règle du [récessif](#def-g11-genes-and-disease-genetic) en rendent compte.

**18.** Avec une fréquence de [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) de $1/25$ et une fréquence d’atteints de $1/2500$, les [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) mutés portés par les [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) sains l’emportent sur ceux des personnes atteintes dans le rapport de $2 \times 1/25$ à $2 \times
1/2500$, soit cent contre un. La mort des personnes atteintes ne retire que 1 % des copies par génération ; le reste est transmis invisiblement par les [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic).

**19.** La fréquence de l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) va monter, mais très lentement : le 1 % des copies qui se perdait à chaque génération est désormais conservé, et le changement est donc de l’ordre de 1 % de la fréquence par génération.

**20.** Deux [porteurs](#def-g11-genes-and-disease-genetic) risquent un enfant atteint sur quatre ; le frère ou la sœur sain d’un enfant atteint est [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) deux fois sur trois ; le gel a changé des probabilités en [génotypes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-phenotype) — innocentant Max, confirmant Ana, rassurant sans l’innocenter Karim — et a identifié le fœtus comme un [porteur](#def-g11-genes-and-disease-genetic) sain.