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Variation génétique et santé
Mutations, polymorphisme génétique et maladies héréditaires — programme de Spécialité SVT Terminale
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Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 37 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 12 questions
Quelle est la définition d'une mutation ?
- A. Une modification permanente de la séquence d'ADN
- B. Un gène non exprimé
- C. Un fragment de protéine
- D. Un ARN messager
Réponse
A. Une modification permanente de la séquence d'ADN — Une mutation est toute modification stable et héréditaire de la séquence nucléotidique de l'ADN.
Laquelle de ces mutations ne modifie PAS le cadre de lecture ?
- A. Insertion de 1 nucléotide
- B. Délétion de 2 nucléotides
- C. Substitution d'un nucléotide
- D. Insertion de 4 nucléotides
Réponse
C. Substitution d'un nucléotide — Une substitution remplace une base par une autre sans modifier le nombre total de nucléotides, donc le cadre de lecture reste intact.
Les rayonnements UV induisent préférentiellement :
- A. Des dimères de thymine
- B. Des cassures double brin
- C. Des délétions chromosomiques
- D. Des translocations
Réponse
A. Des dimères de thymine — Les UV (UVB surtout) forment des liens covalents entre deux thymines adjacentes (dimères CPD).
Un SNP est :
- A. La variation d'un seul nucléotide dans la séquence génomique
- B. Une protéine de réparation de l'ADN
- C. Un type de mutation chromosomique
- D. Un fragment d'ARN messager
Réponse
A. La variation d'un seul nucléotide dans la séquence génomique — SNP = Single Nucleotide Polymorphism, variation d'une seule paire de base.
Pour être un polymorphisme, une variation génétique doit avoir une fréquence dans la population d'au moins :
- A. 0,1 %
- B. 1 %
- C. 5 %
- D. 10 %
Réponse
B. 1 % — La définition officielle du polymorphisme est une fréquence d'allèle mineur ≥ 1 % dans la population.
Quelle maladie est causée par une mutation dans le gène CFTR ?
- A. Mucoviscidose
- B. Drépanocytose
- C. Hémophilie
- D. Phénylcétonurie
Réponse
A. Mucoviscidose — La mucoviscidose est causée par des mutations du gène CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator).
La drépanocytose est une maladie :
- A. Autosomique récessive
- B. Autosomique dominante
- C. Liée à l'X récessive
- D. Mitochondriale
Réponse
A. Autosomique récessive — La drépanocytose est autosomique récessive : il faut deux allèles HbS pour être malade.
Quelle est la mutation responsable de la drépanocytose ?
- A. GAG→GTG dans le gène HBB
- B. CTT deletion dans CFTR
- C. CAG répétition dans HTT
- D. T→A dans BRCA1
Réponse
A. GAG→GTG dans le gène HBB — La substitution GAG→GTG change le 6e codon de la chaîne β-globine : Glu→Val.
Une mutation germinale est :
- A. Transmissible à la descendance
- B. Localisée dans les muscles
- C. Présente dans les neurones uniquement
- D. Toujours létale
Réponse
A. Transmissible à la descendance — Les mutations germinales affectent les cellules sexuelles (ovules, spermatozoïdes) et sont héritées par les enfants.
Quel type de vecteur est utilisé en thérapie génique ?
- A. Vecteur viral (AAV, lentivirus)
- B. Vecteur bactérien
- C. Ribosomes
- D. Mitochondries
Réponse
A. Vecteur viral (AAV, lentivirus) — Les vecteurs viraux (AAV, lentivirus) sont les principaux vecteurs utilisés pour délivrer des gènes thérapeutiques.
Le diagnostic préimplantatoire (DPI) permet :
- A. D'analyser génétiquement des embryons avant leur transfert
- B. De traiter la mucoviscidose in utero
- C. De dépister une maladie après la naissance
- D. D'éditer le génome du fœtus
Réponse
A. D'analyser génétiquement des embryons avant leur transfert — Le DPI est réalisé sur des embryons issus de FIV avant implantation dans l'utérus.
Le code génétique est dit redondant car :
- A. Plusieurs codons peuvent coder le même acide aminé
- B. Un codon peut coder plusieurs acides aminés
- C. Tous les gènes sont dupliqués
- D. Les protéines peuvent être reconstruites à partir de leurs fragments
Réponse
A. Plusieurs codons peuvent coder le même acide aminé — La redondance (dégénérescence) du code explique qu'une mutation synonyme ne change pas l'acide aminé.
Niveau moyen — 12 questions
Une mutation non-sens introduit :
- A. Un codon STOP prématuré
- B. Un acide aminé différent
- C. Un décalage de cadre
- D. Une délétion de chromosome
Réponse
A. Un codon STOP prématuré — Non-sens = apparition d'un codon stop (UAA, UAG ou UGA) avant la fin normale de la séquence codante.
Quelle technique permet d'analyser simultanément des millions de SNP dans un génome ?
- A. GWAS (puce à ADN)
- B. PCR simple
- C. Séquençage Sanger
- D. Électrophorèse SDS-PAGE
Réponse
A. GWAS (puce à ADN) — Les GWAS utilisent des puces à ADN (microarrays) analysant 500 000 à 5 millions de SNP en parallèle.
La protéine CFTR défectueuse dans la mucoviscidose est un :
- A. Canal chlore
- B. Récepteur à l'insuline
- C. Protéine de structure
- D. Enzyme digestive
Réponse
A. Canal chlore — CFTR est un canal ionique (chlore) régulé par l'ATP, présent dans les cellules épithéliales des poumons, pancréas, intestins.
Dans la transmission liée à l'X récessive, quelle proportion de fils d'une femme conductrice (hétérozygote) sera atteinte ?
- A. 50 %
- B. 25 %
- C. 100 %
- D. 0 %
Réponse
A. 50 % — Une mère Xh X × père X Y donne : Xh Y (fils atteint), X Y (fils sain), Xh X (fille conductrice), X X (fille saine). Soit 50% des fils atteints.
L'héritabilité ($h^2$) mesure :
- A. La part de la variance phénotypique due aux gènes
- B. Le nombre de gènes impliqués
- C. La probabilité de transmettre une maladie
- D. La sévérité d'une maladie génétique
Réponse
A. La part de la variance phénotypique due aux gènes — $h^2 = V_G / V_P$ — proportion de la variance totale du phénotype attribuable à la variance génétique.
L'allèle APOE ε4 est un facteur de risque pour :
- A. La maladie d'Alzheimer
- B. Le diabète de type 1
- C. La mucoviscidose
- D. L'hémophilie
Réponse
A. La maladie d'Alzheimer — APOE ε4 est le principal facteur de risque génétique connu de la maladie d'Alzheimer tardive.
Quelle maladie monogénique est associée à une expansion de répétitions CAG dans le gène HTT ?
- A. Maladie de Huntington
- B. Mucoviscidose
- C. Drépanocytose
- D. Myopathie de Duchenne
Réponse
A. Maladie de Huntington — La maladie de Huntington est autosomique dominante et causée par l'expansion de triplets CAG dans le gène HTT.
Lors du dépistage néonatal, quel prélèvement est utilisé ?
- A. Quelques gouttes de sang sur un buvard (test de Guthrie)
- B. Liquide amniotique
- C. Biopsie de trophoblaste
- D. Échantillon d'urine
Réponse
A. Quelques gouttes de sang sur un buvard (test de Guthrie) — Le test de Guthrie (buvard sanguin prélevé au talon) est la base du dépistage néonatal en France.
Quelle protéine forme le complexe de coupure dans le système CRISPR-Cas9 ?
- A. Cas9 (nucléase)
- B. Cas12a
- C. Cas13
- D. Cas3
Réponse
A. Cas9 (nucléase) — Cas9 est la nucléase guidée par le sgRNA qui réalise la coupure double brin de l'ADN cible.
Une translocation chromosomique robertsonienne entre chr.14 et chr.21 peut provoquer :
- A. Une trisomie 21 familiale
- B. La mucoviscidose
- C. La drépanocytose
- D. Une hémophilie
Réponse
A. Une trisomie 21 familiale — Une translocation robertsonienne 14;21 augmente le risque de trisomie 21 par ségrégation anormale.
Dans la thérapie génique ex vivo, les cellules sont :
- A. Prélevées, modifiées en laboratoire puis réinjectées
- B. Directement modifiées dans l'organisme
- C. Injectées à un donneur
- D. Traitées par chimiothérapie
Réponse
A. Prélevées, modifiées en laboratoire puis réinjectées — Ex vivo signifie hors du corps : les cellules du patient sont prélevées, traitées puis réimplantées.
La mutation ΔF508 dans la mucoviscidose est :
- A. Une délétion de 3 nucléotides sans décalage de cadre
- B. Une substitution faux-sens
- C. Un codon STOP prématuré
- D. Un décalage de cadre
Réponse
A. Une délétion de 3 nucléotides sans décalage de cadre — ΔF508 est la délétion de 3 pb (CTT) — multiple de 3 — donc sans frameshift, mais la perte de Phe508 déstabilise la protéine CFTR.
Niveau difficile — 13 questions
Un individu hétérozygote pour un allèle dominant présentant une pénétrance de 80 % a une probabilité de développer la maladie de :
- A. 80 %
- B. 100 %
- C. 50 %
- D. 40 %
Réponse
A. 80 % — La pénétrance est la fréquence à laquelle les porteurs de l'allèle dominant développent la maladie. Ici 80 % des porteurs seront atteints.
Quel mécanisme de réparation de l'ADN est déficient dans le syndrome xeroderma pigmentosum (XP) ?
- A. Réparation par excision de nucléotide (NER)
- B. Réparation par excision de base (BER)
- C. Réparation des mésappariements (MMR)
- D. Recombinaison homologue
Réponse
A. Réparation par excision de nucléotide (NER) — XP est causé par des mutations dans des gènes du NER, rendant les patients incapables de réparer les dimères UV.
L'avantage hétérozygote pour la drépanocytose explique :
- A. Le maintien de l'allèle HbS à haute fréquence dans les zones impaludées
- B. La guérison spontanée des porteurs
- C. L'absence de symptômes chez les homozygotes
- D. La disparition progressive de la maladie
Réponse
A. Le maintien de l'allèle HbS à haute fréquence dans les zones impaludées — Les hétérozygotes HbA/HbS sont protégés contre le paludisme, ce qui maintient l'allèle HbS par sélection positive.
Un score de risque polygénique (PRS) est calculé en :
- A. Additionnant les effets pondérés de nombreux SNP de susceptibilité
- B. Séquençant l'exome complet du patient
- C. Réalisant une biopsie tissulaire
- D. Mesurant l'expression de gènes par RT-PCR
Réponse
A. Additionnant les effets pondérés de nombreux SNP de susceptibilité — Le PRS somme les bêta-coefficients (log-odds) des SNP associés à une maladie, identifiés par GWAS.
La recombinaison homologue utilisée lors de la réparation après coupure CRISPR-Cas9 permet :
- A. Une correction précise du gène si un ADN matrice est fourni
- B. L'inactivation totale du gène
- C. L'insertion aléatoire dans le génome
- D. La délétion d'un chromosome entier
Réponse
A. Une correction précise du gène si un ADN matrice est fourni — En présence d'un ADN matrice (donor template), la cassure CRISPR est réparée par recombinaison homologue avec l'ADN matrice, permettant une correction précise.
Quelle maladie monogénique liée à l'X est causée par des mutations du gène DMD codant la dystrophine ?
- A. Myopathie de Duchenne
- B. Hémophilie A
- C. Syndrome de Rett
- D. Syndrome de l'X fragile
Réponse
A. Myopathie de Duchenne — La myopathie de Duchenne est liée à l'X récessive ; DMD (le plus grand gène humain, 2,4 Mb) code la dystrophine.
Un couple dont un enfant est atteint de mucoviscidose souhaite connaître le risque pour leur prochain enfant. Quelle est la probabilité exacte que le prochain enfant soit malade ?
- A. 25 %
- B. 50 %
- C. 12,5 %
- D. 75 %
Réponse
A. 25 % — Si le premier enfant est malade (aa), les deux parents sont obligatoirement hétérozygotes Aa×Aa → risque 1/4 = 25 % pour chaque grossesse.
L'épissage alternatif contribue à la diversité protéique. Si une mutation affecte un site d'épissage, la conséquence la plus probable est :
- A. Rétention d'un intron ou saut d'un exon dans l'ARNm mature
- B. Doublement de la taille de la protéine
- C. Activation d'un codon STOP silencieux
- D. Duplication de la région promotrice
Réponse
A. Rétention d'un intron ou saut d'un exon dans l'ARNm mature — Une mutation de site d'épissage perturbe la reconnaissance de l'intron par le spliceosome, provoquant une rétention d'intron ou un saut d'exon.
La thérapie Casgevy approuvée en 2023 pour la drépanocytose cible :
- A. Le gène BCL11A pour réactiver l'hémoglobine fœtale
- B. Le gène HBB pour corriger la mutation GAG→GTG
- C. Le gène de l'hémoglobine α
- D. L'ARNm de la chaîne β-globine
Réponse
A. Le gène BCL11A pour réactiver l'hémoglobine fœtale — Casgevy inactive le répresseur BCL11A par CRISPR, ce qui lève l'inhibition sur le gène HBG2 et réactive l'hémoglobine fœtale (HbF), compensant le déficit en HbA.
Dans les études de jumeaux, la concordance pour une maladie est de 100 % chez les MZ et 50 % chez les DZ. Cela suggère :
- A. Un déterminisme génétique complet (héritabilité ≈ 100 %)
- B. Un rôle exclusif de l'environnement
- C. Une héritabilité nulle
- D. Une maladie infectieuse
Réponse
A. Un déterminisme génétique complet (héritabilité ≈ 100 %) — La concordance de 100 % chez MZ (génome identique) et 50 % chez DZ (demi-génome partagé) pointe vers une cause entièrement génétique.
Le déséquilibre de liaison (DL) entre deux SNP diminue lorsque :
- A. La distance entre eux augmente (recombinaisons méiotiques fréquentes)
- B. Ils sont sur des chromosomes différents
- C. La population est petite
- D. Le taux de mutation est élevé
Réponse
A. La distance entre eux augmente (recombinaisons méiotiques fréquentes) — Plus deux loci sont éloignés sur un chromosome, plus la probabilité de crossing-over entre eux est élevée, ce qui érode le DL au fil des générations.
Quel est l'avantage principal du séquençage de l'exome (WES) par rapport au séquençage du génome entier (WGS) dans le diagnostic de maladies rares ?
- A. Coût réduit et interprétation plus simple car limité aux régions codantes (1-2 % du génome)
- B. Couverture plus complète de toutes les régions non codantes
- C. Absence totale de variants de signification inconnue
- D. Détection exclusive des SNP
Réponse
A. Coût réduit et interprétation plus simple car limité aux régions codantes (1-2 % du génome) — L'exome représente ~1-2 % du génome mais contient ~85 % des mutations pathogènes connues. Son séquençage est moins coûteux et produit moins de variants de signification inconnue (VUS) que le WGS.
Dans un modèle polygénique additif, le risque génétique d'une maladie est proportionnel à :
- A. La somme des effets de tous les allèles de susceptibilité portés par un individu
- B. Le nombre de chromosomes
- C. La taille du génome
- D. L'expression d'un seul gène majeur
Réponse
A. La somme des effets de tous les allèles de susceptibilité portés par un individu — Dans un modèle additif, chaque allèle de risque contribue de façon indépendante et cumulative au risque total, modélisé par le PRS.
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