Introduction

Le terme « mutation » désigne n’importe quel changement intervenu dans la séquence de l’ADN, sans préjuger de sa pathogénicité à l’échelle du gène ou du chromosome. On parle aussi de « variants ».

Il est important de souligner d’emblée qu’on attribue souvent à tort une connotation pathologique à ce terme de « mutation ». Mais les variations non pathogènes de l’ADN (appelées « polymorphismes ») sont par définition également des mutations.

Les mutations sont le moteur de l’évolution, et source de la diversité entre individus. Mais elles sont aussi à l’origine des maladies génétiques monogéniques et des prédispositions génétiques aux maladies polyfactorielles. Le caractère pathogène d’une mutation pourra être précisé en parlant de « mutation délétère » ou « mutation pathogène ».

La conséquence de toute mutation dépend de son effet fonctionnel, qui peut être neutre, conduire à l’amélioration d’une fonction (diversité, évolution) ou à l’altération d’une fonction (effet pathogène).

Dans une cellule vivante, l’ADN est en permanence exposé à différents types d’agression pouvant conduire à l’apparition de mutations. Il s’agit essentiellement d’agressions « exogènes » (radiations et agents génotoxiques de l’environnement), d’agressions endogènes (radicaux libres, …), d’erreurs de réplication et d’accidents de recombinaison.
La cellule possède une machinerie de réparation, qui corrige la plupart des anomalies. Mais un échappement au système de réparation est possible: c’est l’origine des mutations.

  • Mutations acquises :

Une mutation apparue dans une cellule somatique d’un tissu est appelée « mutation somatique » ou « mutation acquise », puisqu’elle n’était pas présente initialement dans le génome de la cellule. Les mutations somatiques peuvent être à l’origine d’un clone cellulaire porteur de cette mutation, ne touchant qu’un seul ou quelques tissus, mais ne sont en revanche pas transmissibles à la descendance. Les mutations somatiques pathogènes sont notamment impliquées dans la formation de cellules tumorales.

  • Mutations constitutionnelles :

Lorsqu’une mutation est présente ou survient avant la fécondation (soit nouvellement apparue, soit transmise de génération en génération), ou survient lors des premières divisions du zygote (donc nouvellement apparue), on parle de « mutation constitutionnelle ». Une mutation constitutionnelle sera présente dans toutes les cellules somatiques de l’individu, et également dans ses cellules germinales, donc transmissible à la descendance. Toute mutation nouvellement apparue est aussi appelée mutation « de novo » ou « néomutation ».

Certaines mutations surviennent lors de la méiose dans une cellule germinale, au niveau d’un gamète parental, et sont appelées « mutations germinales ». Les mutations germinales seront donc forcément présentes de façon « constitutionnelle » chez l’individu issu de ce gamète, qui sera donc porteur d’une mutation « de novo » ou « néomutation », non présente dans les cellules somatiques du parent qui lui a transmis cette mutation.

Les mutations constitutionnelles pathogènes, « de novo » ou transmises de génération en génération, sont à l’origine des maladies génétiques monogéniques et des maladies génétiques chromosomiques.

Note : Les notions importantes relatives aux modes de transmission des maladies génétiques sont indiquées par le symbole de l’étoile *.

1  -  Polymorphismes du génome


Comme cela a déjà été souligné précédemment, le terme de « mutation » désigne n’importe quel changement intervenu dans la séquence de l’ADN, sans préjuger de sa pathogénicité à l’échelle du gène ou du chromosome.

Avant de s’intéresser aux effets délétères des variations du génome, il faut rappeler l’importance des variations non pathogènes du génome, qui sont la base de la diversité entre les individus.

Ces variations non pathogènes du génome sont appelées « polymorphismes ». La notion de « polymorphisme » repose à la fois sur le caractère non pathogène de la variation de séquence, et la fréquence dans la population (>1% par définition). Un polymorphisme est une mutation et peut se situer en région codante ou non codante.

Différents types de polymorphismes ont été caractérisés, parmi lesquels les plus importants à retenir dans le contexte actuel sont :

  • Les SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms):

Il s’agit de polymorphismes de substitution au niveau d’un nucléotide (variation de séquence ponctuelle). Les SNPs sont très nombreux (>107 par génome humain) et répartis dans tout le génome (environ 1 SNP tous les 300 pb). Les SNPs sont référencés dans la base de données dbSNP (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/).

  • Les CNVs (Copy Number Variations):

Il s’agit de variation du nombre d’exemplaires contigus de grands segments génomiques (perte ou gain de fragments de quelques kb à plusieurs Mb). A ce jour, des CNVs ont été identifiés dans environ 15% du génome humain.
Les CNVs sont référencés dans la base de données Database for Genomic Variants : (http://projects.tcag.ca/variation/ ; avec plus de 65000 CNVs différents rapportés à ce jour).

  • Les polymorphismes de répétition:

Il s’agit de séquences répétées en tandem de nombreuses fois, à partir de motifs de longueur variable (de quelques, à plusieurs centaines de paires de bases définissant en fonction de la taille les Microsatellites, Minisatellites, Satellites, et Mégasatellites).

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