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title: "Atteintes du génome et cancer"
book: "Biologie du lycée"
subject: biology
language: fr
chapter: 17
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/17-atteintes-du-genome-et-cancer
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# Chapitre 17 — Atteintes du génome et cancer

Au microscope, une coupe de paroi intestinale saine est une image d’ordre : des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en couches régulières, chacune avec un [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) modeste, qui se divisent au bas de la couche et meurent en haut, en cadence. À quelques millimètres de là, sur la même coupe, une plage de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) a rompu les rangs : serrées, de formes bizarres, à [noyaux](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) énormes et sombres, se divisant n’importe où et poussant dans le tissu sous-jacent. Chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de la plage descend d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) qui, quelques années plus tôt, a acquis une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) lui permettant de se diviser alors qu’elle n’aurait pas dû — puis, au fil des ans, quelques autres. Ce chapitre porte sur la façon dont les contrôles du [cycle cellulaire](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) cèdent, sur ce qui les abîme, et sur ce que l’on peut faire avant et après.

## 17.1 Se diviser quand il ne le faudrait pas

**Définition 17.1 (Cancer).**

Un *cancer* est une population de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) qui se divisent sans les contrôles qui limitent la division des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) normales, et qui envahissent les tissus voisins. Il commence par une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) dont l’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) a accumulé des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) dans les [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) qui commandent le [cycle cellulaire](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) ; les descendantes de cette [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) forment une *tumeur*. Une tumeur qui reste confinée est *bénigne* ; une tumeur dont les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) envahissent le tissu voisin et voyagent par le sang ou la lymphe pour fonder ailleurs de nouvelles tumeurs (des *métastases*) est *maligne*.

**Proposition 17.2 (Le cancer est une maladie du génome).**

Les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) d’une [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) portent des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) que les autres [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de la personne n’ont pas : des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) somatiques, apparues dans une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) et héritées par ses descendantes. La [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) est un *clone*, et elle évolue — les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) qui se divisent plus vite ou qui survivent mieux prennent le dessus, et des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) ultérieures ajoutent la capacité d’envahir et de se répandre.

**Faits expérimentaux.** Séquencer l’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) d’une [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) à côté de celui des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) normales du patient révèle des milliers de différences, toutes présentes dans la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer), aucune dans le tissu sain ; ce sont les mêmes quelques [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) que l’on retrouve mutés de [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) en [tumeur](#def-g11-cancer-cancer). Chez une femme, toutes les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) d’une [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) portent le même de ses deux [chromosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) X éteint — la signature d’une descendance à partir d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) unique. Et les [agents mutagènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutagen) sont cancérogènes : les agents qui élèvent le taux de [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) ([Chapitre 13](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#ch-g11-mutations)) élèvent le taux de [cancer](#def-g11-cancer-cancer), avec des décennies de retard. ∎

![Une coupe de tissu colorée : à gauche, des cellules ordonnées en couches régulières ; à droite, une masse désordonnée de cellules serrées, aux noyaux gros et irréguliers, qui poussent dans le tissu. La limite entre les deux est la limite de la tumeur.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cancer/img-a75030f58026.jpg)

*Une coupe de tissu colorée : à gauche, des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) ordonnées en couches régulières ; à droite, une masse désordonnée de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) serrées, aux [noyaux](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) gros et irréguliers, qui poussent dans le tissu. La limite entre les deux est la limite de la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer).*

## 17.2 Accélérateurs et freins

**Proposition 17.3 (Deux sortes de gènes commandent le cycle).**

La décision d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de se diviser est prise par des [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) qui agissent comme l’accélérateur et les freins d’un véhicule.

- Les *proto-oncogènes* codent des [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) qui poussent la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) dans le cycle quand un signal de croissance arrive — des récepteurs des signaux de croissance, et les relais qui portent le signal jusqu’au [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) . Une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) qui laisse une telle [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) en activité permanente change le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) en *oncogène* : l’accélérateur est bloqué au plancher. Un seul [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté suffit.
- Les *gènes suppresseurs de tumeur* codent des [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) qui arrêtent le cycle — aux points de contrôle avant S et avant la [mitose](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-cycle) — quand l’ [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) est abîmé, et qui déclenchent la réparation ou, si les dégâts sont irréparables, l’autodestruction de la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) . Une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) qui inactive une telle [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) ôte un frein ; comme la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) a deux [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) , il faut les perdre tous les deux.

Le suppresseur le mieux connu, la [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) p53, est inactivé dans la moitié de tous les [cancers](#def-g11-cancer-cancer) humains.

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

![Les contrôles de la division. Les protéines des proto-oncogènes relaient les signaux de croissance et poussent la cellule dans le cycle (l’accélérateur) ; les protéines suppresseurs de tumeur l’arrêtent quand l’ADN est abîmé (le frein). Un oncogène est un accélérateur bloqué ; un suppresseur perdu est un frein ôté.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cancer/fig-6edcb6c10866.svg)

*Les contrôles de la division. Les [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) des [proto-oncogènes](#prop-g11-cancer-genes) relaient les signaux de croissance et poussent la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) dans le cycle (l’accélérateur) ; les [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) suppresseurs de [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) l’arrêtent quand l’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) est abîmé (le frein). Un oncogène est un accélérateur bloqué ; un suppresseur perdu est un frein ôté.*

**Exemple 17.4 (Deux gènes bien connus).**

Un récepteur d’un signal de croissance siège dans la membrane de beaucoup de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) ; une substitution dans son [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) le fait émettre en continu, sans aucun signal extérieur — un oncogène retrouvé dans un tiers des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) du côlon et du poumon. Le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) de p53, lui, est inactivé par des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) de toutes les façons possibles : des substitutions qui en altèrent la forme, des délétions, un arrêt prématuré. Une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) qui a perdu p53 ne s’arrête pas pour réparer son [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) avant de le copier, et elle accumule donc plus vite d’autres [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) : perdre ce frein accélère tout le processus.

## 17.3 Plusieurs étapes, de longues années

**Proposition 17.5 (Le cancer est un processus à plusieurs étapes).**

Une seule [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) ne fait pas un [cancer](#def-g11-cancer-cancer). Il faut qu’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en accumule plusieurs — typiquement un oncogène activé et deux suppresseurs ou plus perdus — et chaque [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) successive, en augmentant la prolifération du clone, augmente le nombre de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) dans lesquelles la suivante peut survenir. La suite prend des années, voire des décennies, et c’est pourquoi l’incidence de la plupart des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) monte fortement avec l’âge, et pourquoi l’effet d’un cancérogène apparaît vingt ou trente ans après l’exposition.

**Faits expérimentaux.** Dans le côlon, on peut voir les étapes : un petit polype bénin [porteur](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/16-variation-genetique-et-maladies#def-g11-genes-and-disease-genetic) d’une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) d’un suppresseur ; un polype plus gros avec un oncogène en plus ; une [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) invasive avec en outre la perte de p53 — une suite de quatre à six [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) sur dix à vingt ans, chaque étape se retrouvant dans les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de la suivante. L’incidence des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) monte à peu près comme la puissance cinquième de l’âge, la courbe attendue si cinq ou six événements rares indépendants doivent tous survenir dans une même [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell). Les personnes qui héritent d’un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) suppresseur développent le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) correspondant plus tôt et plus souvent, ayant déjà franchi une étape dans chacune de leurs [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell). ∎

![L’évolution clonale. Chaque mutation qui accélère la division agrandit le clone dans lequel la mutation suivante peut survenir ; après plusieurs étapes de ce genre, au fil des ans, une lignée a perdu tous les contrôles. La tumeur est un emboîtement de clones, les plus récents à l’intérieur des plus anciens.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cancer/fig-1878aa231a37.svg)

*L’évolution clonale. Chaque [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) qui accélère la division agrandit le clone dans lequel la [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) suivante peut survenir ; après plusieurs étapes de ce genre, au fil des ans, une lignée a perdu tous les contrôles. La [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) est un emboîtement de clones, les plus récents à l’intérieur des plus anciens.*

![Incidence annuelle de tous les cancers en fonction de l’âge (chiffres arrondis, d’après les registres nationaux). La montée est bien plus raide que proportionnelle : de 35 à 70 ans l’âge double et l’incidence est multipliée par vingt, la signature de plusieurs événements rares qui doivent tous survenir dans une même cellule.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cancer/fig-031646419cfa.svg)

*Incidence annuelle de tous les [cancers](#def-g11-cancer-cancer) en fonction de l’âge (chiffres arrondis, d’après les registres nationaux). La montée est bien plus raide que proportionnelle : de 35 à 70 ans l’âge double et l’incidence est multipliée par vingt, la signature de plusieurs événements rares qui doivent tous survenir dans une même [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell).*

## 17.4 Ce qui abîme le génome

**Définition 17.6 (Agent cancérogène).**

Un *agent cancérogène* est un agent qui élève le risque de [cancer](#def-g11-cancer-cancer). La plupart sont des [agents mutagènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutagen) : les ultraviolets du soleil ([cancers](#def-g11-cancer-cancer) de la peau), les goudrons de la fumée de tabac (poumon, bouche, vessie), les rayonnements ionisants, les fibres d’amiante, l’alcool, certaines moisissures. D’autres agissent autrement : certains virus portent des [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) dont les [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) bloquent les freins de la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) — les papillomavirus humains causent la quasi-totalité des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) du col de l’utérus, les virus des hépatites de nombreux [cancers](#def-g11-cancer-cancer) du foie — et une inflammation chronique ou des hormones qui maintiennent un tissu en division augmentent le nombre de divisions au cours desquelles des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) peuvent survenir.

![Risque de cancer du poumon rapporté à celui d’un non-fumeur, en fonction du nombre de cigarettes fumées par jour pendant des décennies (chiffres arrondis, d’après des études au long cours). Le risque monte avec la dose, comme on l’attend d’un agent mutagène délivré aux poumons.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-cancer/fig-6f9663014089.svg)

*Risque de [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du poumon rapporté à celui d’un non-fumeur, en fonction du nombre de cigarettes fumées par jour pendant des décennies (chiffres arrondis, d’après des études au long cours). Le risque monte avec la dose, comme on l’attend d’un [agent mutagène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutagen) délivré aux poumons.*

**Exemple 17.7 (Le tabac).**

La fumée porte quelque soixante-dix [agents cancérogènes](#def-g11-cancer-carcinogen) ; le benzopyrène, une fois activé par les [enzymes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/15-les-enzymes-et-le-phenotype#def-g11-enzymes-and-phenotype-enzyme) des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) elles-mêmes, se fixe sur les guanines et provoque des substitutions à ces positions. Le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) p53 d’une [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) pulmonaire de fumeur porte typiquement une substitution de ce genre, à l’une des rares positions où le benzopyrène se fixe le plus volontiers — l’[agent mutagène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutagen) laisse sa signature dans la séquence. Le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du poumon était rare avant la cigarette ; le tabac en cause neuf cas sur dix, et arrêter divise le risque par deux en dix ans, parce que les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) qui portaient les premières étapes sont peu à peu remplacées.

**Proposition 17.8 (Prédisposition héréditaire).**

Le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) lui-même ne s’hérite pas — c’est une maladie de [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) somatiques — mais un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) suppresseur, si. Une personne qui hérite d’un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) non fonctionnel d’un tel [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) a franchi une étape dans chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de son corps ; une seule [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) somatique de l’autre [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) achève la perte dans n’importe quelle [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell), au lieu des deux qu’il faut chez les autres. Il en résulte un risque élevé des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) correspondants, et plus tôt dans la vie : quelque 70 % des femmes porteuses d’un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) particulier du [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du sein développent la maladie, contre 12 % dans la population générale.

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

## 17.5 Prévention, dépistage, traitement

**Méthode 17.9 (Réduire le risque).**

Comme la plupart des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) à l’origine des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) viennent d’expositions identifiables, et comme le processus prend des années, le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) est largement évitable et détectable.

1. *Éviter les [agents mutagènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutagen)* : pas de tabac (un tiers de tous les décès par [cancer](#def-g11-cancer-cancer) ), peu d’alcool, protection solaire, aucun rayonnement inutile.
2. *Vacciner* contre les virus cancérogènes : le vaccin contre le papillomavirus prévient la quasi-totalité des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) du col de l’utérus lorsqu’il est administré avant l’exposition.
3. *Dépister* : trouver la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) au stade du polype — frottis du col, coloscopie, mammographie — quand son ablation est simple et curative.
4. *Connaître sa famille* : une prédisposition héréditaire appelle une surveillance plus précoce et plus étroite.

**Exemple 17.10 (Les traitements et leurs cibles).**

La chirurgie retire une [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) qui ne s’est pas répandue. La radiothérapie casse au-delà de toute réparation l’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) placées dans le faisceau, en tuant de préférence les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en division. La chimiothérapie emploie des médicaments qui bloquent la réplication ou le fuseau ([Chapitre 12](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#ch-g11-cell-cycle-mitosis)) : les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) tumorales, qui se divisent sans cesse, meurent plus vite que les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) normales — mais les tissus normaux à division rapide (moelle osseuse, paroi intestinale, racines des cheveux) souffrent aussi, et c’est de là que viennent les effets secondaires. Des traitements plus récents visent la [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) mutée propre à une [tumeur](#def-g11-cancer-cancer), ou lâchent le système immunitaire sur elle.

**Remarque 17.11 (Pourquoi nous en portons tous les débuts).**

Tout adulte porte des clones de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) à [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) liées au [cancer](#def-g11-cancer-cancer) — dans la peau, l’intestin, le sang — qui ne deviennent jamais des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) : les freins restants tiennent, le système immunitaire élimine les pires, et la personne meurt d’autre chose avant. Le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) est l’issue occasionnelle d’un processus qui tourne chez tout le monde ; le but de la prévention est de maintenir le nombre d’étapes franchies, dans une même [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell), en dessous du nombre requis.

## 17.6 Exercices

**Exercice 17.1 ★.**

Définir le [cancer](#def-g11-cancer-cancer), la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) et la métastase.

**Solution de Exercice 17.1.**

[Cancer](#def-g11-cancer-cancer) : 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 se divisent sans les contrôles normaux et envahissent le tissu voisin. [Tumeur](#def-g11-cancer-cancer) : la masse formée par un tel clone. Métastase : une nouvelle [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) fondée ailleurs par 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 ont voyagé par le sang ou la lymphe.

**Exercice 17.2 ★.**

Qu’est-ce qu’un [proto-oncogène](#prop-g11-cancer-genes), et que devient-il une fois muté ? Pourquoi un seul [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté suffit-il ?

**Solution de Exercice 17.2.**

Un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) dont la [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) relaie les signaux de croissance et pousse la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) dans le cycle ; muté de sorte que la [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) soit constamment active, il devient un oncogène. Un accélérateur bloqué entraîne la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) quoi que fasse l’autre [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene).

**Exercice 17.3 ★.**

Que fait une [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) suppresseur de [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) comme p53 ? Pourquoi faut-il perdre les deux [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ?

**Solution de Exercice 17.3.**

Elle arrête le cycle quand l’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) est abîmé et déclenche la réparation ou l’autodestruction. Un seul [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) fonctionnel fabrique encore assez de [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) pour freiner ; seule la perte des deux ôte le frein.

**Exercice 17.4 ★.**

Nommer quatre [agents cancérogènes](#def-g11-cancer-carcinogen) et, pour deux d’entre eux, le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) qu’ils causent.

**Solution de Exercice 17.4.**

Le rayonnement ultraviolet ([cancers](#def-g11-cancer-cancer) de la peau), les goudrons du tabac ([cancer](#def-g11-cancer-cancer) du poumon), les rayonnements ionisants, l’amiante, l’alcool, le papillomavirus ([cancer](#def-g11-cancer-cancer) du col de l’utérus).

**Exercice 17.5 ★.**

Pourquoi dit-on qu’un [cancer](#def-g11-cancer-cancer) est un clone ?

**Solution de Exercice 17.5.**

Toutes ses [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) descendent d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) où la première [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) est survenue ; elles partagent cette [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) et celles qui ont suivi, ainsi que des marques comme le même [chromosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/12-le-cycle-cellulaire-et-la-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) X inactif.

**Exercice 17.6 ★★.**

D’après la figure des âges, lire l’incidence à 40 et à 80 ans, et calculer le facteur. Comparer au facteur 2 sur l’âge.

**Solution de Exercice 17.6.**

Environ 200 à 40 ans et 2700 à 80 ans : un facteur 13 pour un facteur 2 sur l’âge — plusieurs événements qui se multiplient, et non une cause unique proportionnelle.

**Exercice 17.7 ★★.**

D’après la figure du tabac, donner le risque relatif à 10 et à 20 cigarettes par jour. Si le risque d’un non-fumeur sur toute sa vie est de 1 %, quel est celui d’un fumeur de 20 par jour ?

**Solution de Exercice 17.7.**

Environ 10 et 17. Un fumeur de 20 par jour : $17 \times 1\% = 17\%$, soit un sur six.

**Exercice 17.8 ★★.**

Expliquer pourquoi une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) qui a perdu p53 accumule d’autres [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) plus vite qu’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) normale.

**Solution de Exercice 17.8.**

Sans p53, la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) ne marque plus de pause pour réparer son [ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) abîmé avant la réplication, et ne se détruit plus quand les dégâts sont graves : les lésions sont copiées en [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) à chaque division, et des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) au génome bouleversé survivent.

**Exercice 17.9 ★★.**

Une femme hérite d’un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) suppresseur du [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du sein. Expliquer, en termes d’« étapes », pourquoi son risque est élevé et ses [cancers](#def-g11-cancer-cancer) précoces ; et pourquoi ses sœurs ont une chance sur deux d’être dans le même cas.

**Solution de Exercice 17.9.**

Chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de son corps est déjà privée d’un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ; une seule [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) somatique de l’autre achève la perte, au lieu de deux [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) indépendantes. Une étape étant franchie dès la naissance, les étapes restantes sont atteintes plus tôt et dans un plus grand nombre de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell). Ses sœurs héritent l’[allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) du même parent avec une probabilité de $1/2$.

**Exercice 17.10 ★★.**

Pourquoi les médicaments de chimiothérapie provoquent-ils une chute des cheveux, des nausées et une baisse des globules blancs ?

**Solution de Exercice 17.10.**

Les médicaments tuent les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en division sans discernement : les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) des racines des cheveux, la paroi intestinale et la moelle osseuse se divisent vite et sont frappées en même temps que la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) — d’où la chute des cheveux, les nausées et le manque de globules blancs.

**Exercice 17.11 ★★.**

Un fumeur qui arrête à 40 ans a, à 60 ans, la moitié du risque de [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du poumon de celui qui a continué. Expliquer avec le modèle à plusieurs étapes pourquoi le risque baisse sans revenir à celui d’un non-fumeur.

**Solution de Exercice 17.11.**

Arrêter met fin à l’apport de [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) nouvelles, et les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de la paroi sont peu à peu remplacées, ce qui élimine bien des clones [porteurs](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/16-variation-genetique-et-maladies#def-g11-genes-and-disease-genetic) des premières étapes. Mais certains clones à plusieurs étapes persistent, et les [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) déjà présentes ne s’effacent pas ; le risque reste au-dessus de celui d’un non-fumeur.

**Exercice 17.12 ★★★.**

Supposons qu’un [cancer](#def-g11-cancer-cancer) exige 3 [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) précises, chacune survenant avec une probabilité de $10^{-7}$ par division cellulaire. Les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) souches d’un tissu se divisent $10^{12}$ fois au cours d’une vie. Estimer le nombre attendu de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) qui acquièrent la première [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) ; expliquer pourquoi le produit naïf $10^{-21}$ pour les trois est bien trop faible, en utilisant l’expansion clonale.

**Solution de Exercice 17.12.**

$10^{12} \times 10^{-7} = 10^5$ [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) acquièrent la première [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation). Chacune fonde un clone qui peut se diviser des milliers de fois, si bien que la deuxième [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) n’est pas cherchée dans une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) mais dans toutes les divisions du clone, et de même pour la troisième : les étapes multiplient la cible, et la probabilité réelle est de très nombreux ordres de grandeur au-dessus de $10^{-21}$.

**Exercice 17.13 ★★★.**

Un papillomavirus porte un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) dont la [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) se fixe sur p53 et l’inactive. Expliquer comment le virus cause un [cancer](#def-g11-cancer-cancer) sans muter aucun [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) humain, pourquoi le vaccin le prévient, et pourquoi il importe de vacciner avant l’exposition.

**Solution de Exercice 17.13.**

La [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) virale ôte le frein sans toucher au [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) : la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) infectée se comporte comme si p53 était perdue et accumule les [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) qui achèvent le processus. Le vaccin fait détruire le virus par le système immunitaire avant qu’il n’infecte le col ; une fois les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) infectées et transformées, le vaccin ne sert plus — d’où la vaccination au début de l’adolescence.

**Exercice 17.14 ★★★.**

Le dépistage du [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du côlon par coloscopie tous les dix ans à partir de 50 ans permet de retirer les polypes trouvés. À l’aide du modèle à plusieurs étapes, expliquer pourquoi cela prévient le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) au lieu de seulement le détecter, et pourquoi dix ans est un intervalle raisonnable.

**Solution de Exercice 17.14.**

Un polype est un clone qui a franchi une ou deux étapes ; le retirer supprime les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) dans lesquelles les étapes restantes pourraient survenir, si bien que le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) ne se forme jamais. Comme la suite polype–cancer prend dix à vingt ans, un intervalle de dix ans attrape la plupart des polypes avant qu’ils ne l’achèvent.

**Exercice 17.15 ★★★.**

« Le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) est une maladie de la vieillesse, il n’y a donc rien à faire. » Discuter en un paragraphe avec la courbe des âges, le délai des [agents cancérogènes](#def-g11-cancer-carcinogen), la part des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) attribuables à des expositions connues, et le dépistage.

**Solution de Exercice 17.15.**

L’incidence monte avec l’âge parce que les étapes prennent des décennies, mais ces étapes sont franchies au cours de la vie, en grande partie sous l’effet d’expositions — le tabac à lui seul rend compte d’un tiers des décès par [cancer](#def-g11-cancer-cancer), et les infections, l’alcool, le soleil et l’alimentation d’une bonne part du reste. Supprimer une exposition à tout âge réduit les [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) encore à venir ; le dépistage supprime des clones avant la dernière étape. La vieillesse est le moment où la note est présentée, non celui où elle est écrite.

## 17.7 Problème : la signature dans le gène

**Problème 17.1.**

Problème du week-end — une tumeur du poumon séquencée : les mutations comptées, la signature du fumeur lue, les années reconstituées, et le risque que porte une cigarette

Une [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) du poumon et du tissu sain d’un même patient, fumeur de 20 cigarettes par jour depuis 35 ans, sont séquencés. La [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) porte $5000$ substitutions somatiques absentes du tissu sain ; 75 % d’entre elles remplacent un G par un T, le changement que provoque le benzopyrène. Parmi elles : une dans le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) p53, créant un arrêt prématuré, sur un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ; l’autre [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) de p53 est délété ; et une dans le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) d’un récepteur de signal de croissance, qui rend la [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) constamment active.

**Partie I — Lire la séquence.**

1. Pourquoi qualifie-t-on de somatiques les $5000$ substitutions ? Où les trouverait-on si elles étaient germinales ?
2. Dans la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) d’un non-fumeur, les substitutions sont de toutes sortes en proportions à peu près égales. Que vous apprennent les 75 % de changements G en T ?
3. Classer la [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) de p53 (avec le vocabulaire du [Chapitre 14](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#ch-g11-gene-expression) ) et dire son effet sur la [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) .
4. Expliquer pourquoi les deux [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) de p53 ont dû être perdus, alors qu’un seul [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) muté du [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) du récepteur a suffi.
5. Lequel des deux [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) est un accélérateur et lequel un frein ?

**Partie II — Les années.**

6. Le patient a fumé environ $20 \times 365 \times 35$ cigarettes. Calculer ce nombre.
7. Si chaque cigarette produit en moyenne une substitution durable dans chacune des [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de la paroi pulmonaire, combien de substitutions une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) porterait-elle après 35 ans ? Comparer aux $5000$ trouvées.
8. Les [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) de la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) ne sont pas toutes dans les mêmes [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) : celles de p53 et du récepteur sont dans chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) tumorale, les milliers d’autres seulement dans des sous-ensembles. Que cela dit-il du moment où les deux [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) clés sont survenues ?
9. La [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) mesure $3\,\mathrm{cm}$ , soit environ $10^{10}$ [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) , et les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) tumorales doublent tous les 100 jours. Combien de doublements à partir d’une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) , et combien d’années au minimum ?
10. Combiner les questions 8 et 9 : à peu près à quel moment des 35 ans la dernière des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) clés est-elle survenue ?

**Partie III — Le risque d’une cigarette.**

11. D’après la figure du tabac, le risque relatif du patient valait environ 17. Si 1 % des non-fumeurs développent un [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du poumon, quelle fraction des fumeurs comme lui le développe ?
12. Sur 100 fumeurs de ce genre, combien de [cancers](#def-g11-cancer-cancer) sont attribuables au tabac ?
13. S’il avait arrêté à 40 ans (après 20 ans), son risque aurait valu environ le tiers de celui du fumeur qui continue. Expliquer, avec le modèle à plusieurs étapes et le renouvellement de la paroi pulmonaire, pourquoi le risque baisse après l’arrêt.
14. Pourquoi le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) d’un fumeur, quand il vient, vient-il d’ordinaire après trente ans et non après cinq ?
15. Un élève soutient que, puisqu’une cigarette ne cause « qu’une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) par [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) », elle est inoffensive. Lui répondre avec l’arithmétique de la question 7 et le nombre de [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) .

**Partie IV — La prévention et la population.** Dans un pays de 60 millions d’habitants, 25 % des adultes fument ; le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du poumon tue $30\,000$ personnes par an, dont 90 % de fumeurs.

16. Calculer les décès annuels par [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du poumon chez les fumeurs et chez les non-fumeurs, et le taux de décès pour 100 000 dans chaque groupe (on prendra 45 millions d’adultes).
17. De quel facteur le taux est-il plus élevé chez les fumeurs ? Comparer au risque relatif de la figure et commenter.
18. Si le tabac disparaissait aujourd’hui, que deviendrait à long terme le nombre annuel de décès par [cancer](#def-g11-cancer-cancer) du poumon ? Pourquoi pas immédiatement ?
19. Un dépistage par scanner à faible dose trouve les [tumeurs](#def-g11-cancer-cancer) plus tôt et abaisse d’environ 20 % les décès chez les gros fumeurs. Comparer, en décès évités par an, le dépistage de tous les fumeurs et l’arrêt du tabac.
20. Énoncer le résultat : ce que la signature G en T a prouvé de l’origine des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) de la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) , les trois événements génétiques qui ont fait le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) , et l’unique décision qui l’aurait évité.

**Solution de Problème 17.1.**

**1.** Elles sont présentes dans la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) et absentes des autres [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) du patient : elles sont donc apparues dans une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) du corps. Des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) germinales seraient dans chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell), tissu sain compris.

**2.** Que la plupart des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) de la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) ont été causées par le benzopyrène — l’[agent mutagène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutagen) de la fumée de tabac y a laissé sa signature.

**3.** Une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) non-sens : un [codon](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-code) d’arrêt prématuré tronque p53, qui ne peut plus fonctionner.

**4.** p53 est un frein : un [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) fonctionnel freine encore, et il a donc fallu perdre les deux (l’un muté, l’autre délété). Le récepteur est un accélérateur : une seule [protéine](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine#def-g11-gene-expression-protein) constamment active entraîne la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) quoi que fasse l’autre [allèle](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene).

**5.** Le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) du récepteur est l’accélérateur ([proto-oncogène](#prop-g11-cancer-genes) devenu oncogène) ; p53 est le frein (suppresseur de [tumeur](#def-g11-cancer-cancer)).

**6.** $20 \times 365 \times 35 \approx 255\,000$ cigarettes.

**7.** Environ $255\,000$ substitutions par [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) — cinquante fois les 5000 trouvées. La plupart des lésions sont réparées, et les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) trop mutées meurent ; 5000, c’est la fraction qui a survécu.

**8.** Elles sont survenues tôt, dans la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fondatrice ou ses premières descendantes, si bien que chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) tumorale en a hérité ; les autres sont apparues plus tard, dans des sous-clones.

**9.** $10^{10} \approx 2^{33}$ : 33 doublements, à 100 jours chacun, soit environ 9 ans.

**10.** Si la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) a mis 9 ans ou plus à croître à partir de sa [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) fondatrice, la dernière [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) clé est survenue vers la 25e année des 35 ans de tabagisme, ou plus tôt.

**11.** $17 \times 1\% = 17\%$.

**12.** 17 [cancers](#def-g11-cancer-cancer), dont 1 serait survenu de toute façon : 16 sur 100 sont attribuables au tabac.

**13.** Aucune [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) nouvelle ne s’ajoute ; la paroi se renouvelle et bien des clones [porteurs](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/16-variation-genetique-et-maladies#def-g11-genes-and-disease-genetic) des premières étapes sont éliminés et remplacés au fil des ans ; les clones restants ont moins d’étapes qu’ils n’en auraient acquises en continuant.

**14.** Plusieurs [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) rares doivent s’accumuler dans une même lignée, et la lignée doit ensuite atteindre une taille détectable : chaque étape prend des années, et leur somme fait des décennies.

**15.** Une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) par [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) et par cigarette, dans quelque $10^9$ [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de la paroi, sur $255\,000$ cigarettes, cela fait $10^{14}$ [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) réparties dans le poumon ; quelques-unes toucheront p53 ou un [proto-oncogène](#prop-g11-cancer-genes) dans une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) qui porte déjà une autre étape. C’est le nombre d’essais qui rend l’improbable certain.

**16.** Fumeurs : $27\,000$ décès pour $11.25 \times 10^{6}$ personnes, soit environ 240 pour 100 000 ; non-fumeurs : 3000 pour $33.75 \times 10^{6}$, soit environ 9 pour 100 000.

**17.** Environ 27 fois — du même ordre que les 17 à 25 de la figure pour les gros fumeurs ; le chiffre de population mêle petits et gros fumeurs et anciens fumeurs.

**18.** Environ 3000 par an, la part des non-fumeurs. Pas immédiatement : les [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) déjà présentes chez les fumeurs actuels et anciens produiront des [cancers](#def-g11-cancer-cancer) encore vingt ou trente ans.

**19.** Dépister tous les fumeurs épargne environ 20 % de $27\,000$, soit quelque 5000 décès par an ; arrêter de fumer en préviendrait à terme environ $24\,000$ — cinq fois plus.

**20.** La signature G en T a prouvé que les [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) de la [tumeur](#def-g11-cancer-cancer) venaient de la fumée de tabac ; le [cancer](#def-g11-cancer-cancer) a été fait par un oncogène activé et les deux [allèles](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) de p53 perdus ; ne pas fumer l’aurait évité.