Réarrangements chromosomiques

Les chromosomes peuvent se rompre et se reformer selon de nouvelles configurations, entraînant la délétion, la duplication, l'inversion ou l'échange de segments ; ces modifications structurelles altèrent la dose génique, perturbent les gènes ou désorganisent l'hérédité.

Definition

Un réarrangement chromosomique est une modification structurelle d'un chromosome dans laquelle un segment est délété, dupliqué, inversé ou déplacé vers un nouvel emplacement, altérant l'agencement des gènes sans nécessairement modifier le nombre total de chromosomes.

Scope

Ce sujet aborde les principales classes de réarrangements structurels, à savoir les délétions, les duplications, les inversions et les translocations, la distinction entre les réarrangements équilibrés et déséquilibrés, la formation de boucles d'inversion paracentriques et péricentriques et leur effet sur la recombinaison, les conséquences des translocations réciproques et robertsoniennes sur la formation des gamètes, ainsi que les phénotypes cliniques qui en résultent. Il traite des modifications de la structure chromosomique ; les modifications du nombre de chromosomes sont abordées dans le sujet connexe.

Core questions

• Qu'est-ce qui distingue les délétions, les duplications, les inversions et les translocations ?
• Pourquoi les réarrangements équilibrés sont-ils souvent inoffensifs pour le porteur mais risqués pour la descendance ?
• Comment les inversions suppriment-elles la récupération des gamètes recombinants ?
• Comment les translocations réciproques et robertsoniennes affectent-elles la viabilité des gamètes ?

Key concepts

• Délétions et duplications
• Inversions paracentriques et péricentriques
• Translocations réciproques et robertsoniennes
• Réarrangements équilibrés versus déséquilibrés
• Effets sur la recombinaison et la formation des gamètes

Mechanisms

Les réarrangements prennent naissance lorsque les chromosomes se rompent et que les extrémités brisées se rejoignent de manière anormale, souvent facilités par des séquences répétées qui s'apparient incorrectement ; les inversions forcent le chromosome à former des boucles lors de l'appariement méiotique de sorte que les enjambements produisent des gamètes déséquilibrés, et les translocations créent des configurations qui se ségrègent pour produire des gamètes avec du matériel manquant ou en excès.

Clinical relevance

Les réarrangements structurels sont à l'origine de syndromes bien définis par déséquilibre de la dose génique, expliquent de nombreuses fausses couches récurrentes chez les porteurs de translocations équilibrées, et sont des facteurs de développement des cancers lorsqu'ils fusionnent ou activent des gènes, comme dans le chromosome de Philadelphie de la leucémie myéloïde chronique.

History

La cytogénétique précoce de la drosophile a révélé des délétions, des duplications et des inversions grâce à leurs signatures génétiques et chromosomiques ; McClintock a établi un lien entre les chromosomes brisés et l'instabilité génétique, et l'identification par Rowley de translocations spécifiques dans la leucémie dans les années 1970 a établi que les réarrangements sont des moteurs du cancer humain.

Key figures

• Barbara McClintock
• Alfred Sturtevant
• Janet Rowley

Seminal works

• klug2019

Frequently asked questions

Qu'est-ce qu'une translocation équilibrée ?

Une translocation équilibrée échange des segments entre chromosomes sans gain ni perte de matériel génétique, le porteur est donc généralement en bonne santé ; cependant, le réarrangement peut produire des gamètes déséquilibrés, augmentant le risque de fausse couche ou d'enfants affectés.

Pourquoi les inversions réduisent-elles le nombre de descendants recombinants récupérés ?

Lorsqu'un chromosome porteur d'une inversion s'apparie avec son homologue normal, la région forme une boucle pour s'aligner, et les enjambements au sein de la boucle génèrent des gamètes avec des duplications et des délétions qui sont généralement inviables, de sorte que les types recombinants sont rarement récupérés.