Exercice 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Métropole 1 remplacement 2024

Expliquer pourquoi un enfant dont l'un des parents est porteur d'un allèle dominant du gène MYH7, codant pour une myosine anormale, a un risque important de développer des problèmes de contraction musculaire.

Réponse : Introduction : Le gène *MYH7*, porté par le chromosome 14 (un autosome), code une des chaînes de la myosine, protéine des myofilaments épais du muscle strié. Un allèle dominant muté provoque une myopathie congénitale avec accumulation de myosine anormale. Problématique : pourquoi un enfant dont un parent porte cet allèle risque-t-il fortement de présenter des troubles de la contraction musculaire ? Plan : I) transmission de l'allèle ; II) rôle de la myosine dans la contraction ; III) conséquences d'une myosine anormale. I. Transmission d'un allèle autosomique dominant : - Le gène est autosomique : la transmission ne dépend pas du sexe. L'allèle muté M est dominant sur l'allèle normal m, donc une seule copie suffit pour être atteint. - Le parent porteur est en général hétérozygote (M//m). À la méiose, la séparation des chromosomes homologues (anaphase I) donne 50 % de gamètes M et 50 % de gamètes m. - L'autre parent est sain (m//m) et ne produit que des gamètes m. L'échiquier de croisement donne 1/2 M//m (atteints) et 1/2 m//m (sains). - Le risque est donc de 50 % à chaque grossesse. Si le parent porteur est homozygote M//M, le risque est de 100 %. II. Rôle de la myosine dans la contraction : - La fibre musculaire striée contient des myofibrilles formées de sarcomères, délimités par des stries Z. Chaque sarcomère associe des filaments fins d'actine et des filaments épais de myosine. - Observation : lors de la contraction, au microscope électronique, le sarcomère et la bande claire I raccourcissent, tandis que la bande sombre A garde sa longueur. Les filaments ne raccourcissent donc pas : ils glissent les uns sur les autres. - Mécanisme du cycle : 1. Le potentiel d'action entraîne la libération de Ca²⁺ par le réticulum sarcoplasmique, ce qui démasque les sites de fixation de l'actine. 2. Les têtes de myosine se fixent à l'actine et forment des complexes acto-myosine. 3. Le pivotement des têtes fait glisser l'actine vers le centre du sarcomère. 4. La fixation d'ATP détache les têtes ; l'hydrolyse de l'ATP, par l'activité ATPasique de la tête, les réarme pour un nouveau cycle. - Expérience : des fibres démembranées ne se contractent qu'en présence d'ATP et de Ca²⁺. Sans ATP, les têtes restent fixées à l'actine : c'est la rigidité cadavérique. III. Conséquences d'une myosine anormale : - L'allèle muté a une séquence de nucléotides modifiée. Après transcription et traduction, il donne une chaîne de myosine à séquence d'acides aminés modifiée, donc de structure tridimensionnelle anormale. - Chez l'hétérozygote, myosines normales et anormales sont produites simultanément. Comme la myosine est formée de plusieurs chaînes, les chaînes anormales s'associent aux chaînes normales et perturbent l'ensemble de la molécule et du filament épais. C'est pourquoi l'allèle est dominant. - Plusieurs fonctions peuvent être altérées : la fixation sur l'actine, l'activité ATPasique, le pivotement des têtes ou l'assemblage en filaments épais. - La myosine anormale s'accumule dans les fibres, ce qu'on observe sur les biopsies musculaires, et désorganise les sarcomères. - Résultat : le glissement des filaments et le raccourcissement des sarcomères sont moins efficaces. La force de contraction diminue, ce qui donne une faiblesse musculaire, voire une atteinte du muscle cardiaque, où *MYH7* est aussi exprimé. Conclusion : Un enfant dont un parent porte l'allèle dominant de *MYH7* a une chance sur deux d'hériter de cet allèle (méiose, fécondation). Une seule copie suffit pour produire une myosine anormale qui perturbe le fonctionnement des ponts acto-myosine et le raccourcissement des sarcomères. D'où un risque élevé de troubles de la contraction musculaire.