PACES Amiens 2010/2011 – UE2 – Histologie - Le caryotype humain
CHAPITRE 12 : Le caryotype humain Caryotype : ensemble des chromosomes caractéristiques d’une espèce, définie par une formule chromosomique. 46, XX femme, 46, XY homme. I/ Généralités sur le caryotype 23 paires : - 22 d’autosomes - 1 de gonosomes L’or de l’établissement d’un caryotype on vérifie la présence des chromosomes. Sur le plan morphologique toutes les paires sont identiques sauf XY. Dans les caryotypes médicales on vérifie : - Le nombre - Les chromosomes sexuels - La structure : s’il n’y a pas de fragment en plus ou en moins Chaque chromosome est différents des autres, on distingue 24 types de chromosomes différents dans l’espèce humaine (23 + Y). Dans un caryotype « normale » on trouve 2 exemplaire de chaque chromosomes numéroté de 1 à 22 + la paires de gonosome XX ou XY. Au microscope on met en évidence un certain nombre de ponts commun : - Le centromère qui divise le chromosome en deux bras. Un court p et un long q. L’or de la mitose le centromère permet de relier les chromatides d’un chromosome répliqué. Il sert également de point d’attache au fuseau mitotique. - Les extrémités des chromatides correspondent à des séquences d’ADN particulières : les télomères. Ils stabilisent le chromosome, et empêche son raccourcissement l’ors de la réplication. Les télomères jouent également un rôle dans le vieillissement cellulaire. Critères de reconnaissance des chromosomes : - De par leur taille : on les classe du plus grand au plus petit (1 à 22). Petite exception faite du chromosome 21 qui est légèrement plus petit que le 22 mais pour des raisons historiques on garde 21. o Y petite taille o X talle moyenne (équivalant en taille d’un chromosome 7) - De par la position de leurs centromère : p/Ltotale (indice centromérique) o Chromosomes métacentriques : p plus ou moins aussi long que q o Chromosomes sub-métacentriques : p << q o Chromosomes acrocentriques : bras court particulier qui code pour les ARNr dans les nucléoles
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Classement à partir de la taille et de la position du centromère : - Groupe A : grands chromosomes métacentriques o 1à3 - Groupe B : grands chromosomes sub-métacentriques o 4 et 5 - Groupe C : taille moyenne, (sub) métacentrique o 6 à 12 + X - Groupe D : taille moyenne, acrocentrique o 13, 14 et 15 - Groupe E : petits sub-métacentriques o 16, 17 et 18 - Groupe F : très petits, métacentriques o 19 et 20 - Groupe G : très petits, acrocentriques o 21, 22 + Y La cytogénétique est une science jeune : - 1956 : 46 chromosomes dans l’espèce humaine - 1959 : trisomie 21 (Jérôme Lejeune) - 1970 : technique du banding qui permet d’identifier de façon formel chacun des chromosomes. Par dénaturation des P associées à l’ADN, ce qui fait apparaitre des bandes sombres et claires caractéristiques de chaque chromosome. Au niveau international on a décidée de noter ces régions depuis le centre. Exemple région 22q11 (chromosome 22 bras long 1 région 1 bande) II/ Techniques Le caryotype peut être réalisé à partir de divers prélèvements : - Sang (cordon ombilicale) - Liquide amniotique - Tissus Diagnostique pour : - Problèmes de reproduction - Diagnostique embryonnaire - Tumeurs Technique : - Il faut garder les cellules vivante à partir du prélèvement, ne surtout pas fixer - Mise en culture des cellules pour obtenir des métaphases (cycle cellulaire 17 à 24 h, phase M 1h) - PHA (phytau héma glutinine) pour stimuler les lymphocytes qui vont se divisés - Temps de culture variable en fonction du type de cellules (moyenne pour le sang 3J) - Sous microscope à contraste de phase on met de la colchicine qu va bloquer la mitose en empêchant la polymérisation du fuseau - On ajoute une solution hypotonique pour que l’eau rentre dans les cellules et les fasse gonfler, mais pas trop, mélange savamment doser. Ce qui va permettre de disperser suffisamment les chromosomes au moment où l’on va étaler les cellules Page 2 sur 4
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Fixation, on fait des cytocentrifugations et on garde simplement le culot. On aspire le culot et on fait tomber 2 goutes sur une lame (en tombant sur la lame les cellules éclatent et les chromosomes métaphasiques sont dispersés sur la lame On étale les chromosomes o Coloration uniforme o Technique banding (dénaturation préalable des protéines fixées à l’ADN par la Q ou les E) (Le banding sera inverser selon qu’on utilise la Q ou les E, les bandes claires seront sombre et inversement) Ensuite on peut observer et classer les chromosomes
III/ Les anomalies Les anomalies de nombres : aneuploïdies - Trisomies - Monosomies - Polyploïdies 3 (69) voire 4 (92) lots haploïdes de chromosomes Les anomalies de structures : - Un seul chromosome : o Délétions : perte d’un fragment o Duplication : 2 fois la même région o Un certain nombre de ces délétions et duplications sont dites cryptiques. Elles sont cachées et ne peuvent pas être vue par les techniques histologiques de bases. Technique de base environ 400 bandes, si on érudit des chromosomes pro métaphasique on peut porter ce nombre à 800-1000 résolution du caryotype. Ce qui a permis de mettre en évidence certaines anomalies cryptiques. o Peuvent également être mise en évidence suite à un diagnostic par une hybridation avec une sonde fluorescente. o Nouvelle technique : CGH array (hybridation génomique comparative) on teste sur une puce qui comporte tout le génome découpé en pette parties l’ADN que l’on veut tester. ADN à tester marqué en fluo rouge, comparé à un ADN témoin marqué fluo vert. On les met en compétition sur la puce, normalement si équivalant on doit avoir 50-50 donc couleur intermédiaire jaune. En revanche si une région est déléter l’ADN témoin lui prend la place et on a plus de vert et inversement si duplication plus de rouge. En réalité bien plus complexe o Certains chromosome vont perdre leurs deux extrémité et vont se relier par leurs deux extrémités : chromosome en anneau (R) o Si au moment de la mitose le centromère ne se divise pas bien on va obtenir deux bras q ou deux bras p : isochromosome o Certains chromosomes qui se cassent à deux endroit vont se réparés mais pas le bon morceau au bonne endroit, inversion de la position des gènes Inversions péri centriques : autour du centromère Inversion para centrique : à distance du centromère - Deux chromosomes : o Translocations Robertsonienne : intéressent les chromosomes acrocentriques 13-14, 14-21… Perte des bras court des chromosomes acrocentrique, mais pas de conséquences pour l’individu car à ce niveau l’information est redondante et présente sur tous les chromosomes acrocentrique. Le problème est pour la génération suivante. Page 3 sur 4
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o Translocations réciproques : un chromosome d’une paire échange un morceau avec un chromosome d’une autre paire. Aucune conséquence pour la personne car tous les gènes sont présents. Le problème c’est pour la génération suivante. Lors de la méiose les chromosomes homologues s’assemblent par 4, et là c’est le gros bordel^^. C’est tout ou rien soit la translocation est rétablie et le génotype redevient « normal » soit…
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