Un exemple : la drépanocytose
La drépanocytose est une maladie de l'hémoglobine. Elle touche des millions de personnes dans le monde, notamment en Afrique équatoriale, ainsi que dans les populations noires aux Etats-Unis et quelques milliers de personnes en France.
Hb + O2 ⇔ HbO2
HbO2 est nommée oxyhémoglobine.Plusieurs centaines d'allèles du gène codant pour la chaîne ß sont actuellement connus, certains très répandus et d'autres très rares. L'allèle considéré comme normal est le plus répandu dans la population.
L'allèle à l'origine de la drépanocytose est actuellement connu et identifié. Sa séquence de nucléotides ne diffère de celle de l'allèle normal que par un nucléotide : le gène codant pour la chaîne ß a donc subi une mutation ponctuelle par substitution. La chaîne ß anormale possède simplement un acide aminé différent de celui de la chaîne normale, qui affecte la fonction de l'hémoglobine : l'acide glutamique est remplacé par de la valine chez les personnes atteintes.
L'hémoglobine normale est appelée HbA, la forme anormale est appelée HbS. Quelles sont alors les conséquences ?
• Phénotype à l'échelle de
l'organisme : les signes morphologiques.
Un individu atteint de drépanocytose est, sur le plan
morphologique, identique à un individu sain. Les seules
manifestations sont une grave anémie due à un taux
d'hémoglobine trop bas et des crises douloureuses au
niveau ddes articulations.
C'est une maladie mortelle qui touche aussi bien les enfants que
les adultes.
• Aspect des globules rouges : les
signes cellulaires.
Les hématies d'un sujet atteint de drépanocytose
ont une forme de faucille (hématies falciformes).
Ces globules rouges sont beaucoup plus raides et plus fragiles
que les globules rouges normaux : ils se cassent facilement
dans les vaisseaux sanguins, l'hémoglobine est alors
libérée et éliminée, créant
ainsi l'anémie.
De plus, ces hématies circulent difficilement dans les
capillaires sanguins, car elles sont moins souples et moins
déformables. Les capillaires sont des vaisseaux d'un
diamètre minuscule, par conséquent les
hématies falciformes se bloquent dans les capillaires et
entravent la circulation, provoquant les crises douloureuses au
niveau des articulations.
La déformation des hématies est liée
à la présence de HbS : les molécules de
HbS tendent à s'unir entre elles (elles se
polymérisent) pour donner de longues fibres qui
déforment les globules rouges.
La drépanocytose illustre parfaitement la relation protéine-phénotype. Cette maladie provoque en effet des signes cliniques tant au niveau de l'organisme, que de la cellule et de la molécule.
À l'origine, un gène muté provoque la transformation de la protéine responsable du transport du sang, l'hémoglobine. Celle-ci, en se déformant, fait perdre ses qualités aux hématies, les cellules du sang. Moins mobiles, elles n'assurent plus normalement le transport du dioxygène dans l'organisme, ou se cassent. Anémie et douleurs articulaires sont les signes visibles de la maladie.
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