Polymorphisme nucléotidique

Le polymorphisme nucléotidique (PN, ou polymorphisme d'un seul nucléotide, PSN), en anglais Single Nucleotide Polymorphism (SNP) est, en génétique, la variation (polymorphisme) d'une seule paire de bases du génome entre individus d'une même espèce, ou entre un individu et la séquence de référence de l'espèce. La variation doit être située à un endroit spécifique du génome et apparaître sur une proportion supérieure à 1 % de la population pour être caractérisée comme PSN[1]. Ces variations sont très fréquentes (environ une paire de bases sur mille dans le génome humain[2],[3]).

Pour les articles homonymes, voir Single et SNP.

La molécule d'ADN 1 diffère de la 2 par un seul nucléotide (polymorphisme C/T).

Les PSN représentent 90 % de l'ensemble des variations génétiques humaines, et des PSN avec une fréquence allélique supérieure à 1% sont présents toutes les cent à trois cents paires de bases en moyenne dans le génome humain, où deux PSN sur trois substituent la cytosine avec la thymine.

Les PSN sont à la base des différences dans notre susceptibilité à la maladie; ceci est valable pour un large éventail de maladies humaines, avec notamment la drépanocytose, la β-thalassémie et la fibrose kystique[4],[5],[6] La gravité des maladies et la manière dont notre corps répond aux traitements sont aussi des manifestations de cette variation génétique. Par exemple, une seule mutation d'une paire de bases dans le gène Apo E (Apolipoprotéine E) est associée avec un risque plus élevé pour la maladie d'Alzheimer[7].

Localisation

Les PSN peuvent se retrouver n'importe où sur l'ADN : au sein de régions codantes (exon) ou non-codantes de gènes (intron, 3'- et 5'-UTR), ou dans les régions intergéniques (entre les gènes). Les PSN au sein des régions codantes n'entrainent pas nécessairement la modification la séquence d'acide aminé de la protéine codée grâce à la redondance du code génétique.

Les PSN qui se retrouvent dans des régions non-codantes peuvent avoir des conséquences sur l'épissage, la fixation de facteurs de transcription, sur les séquences d'ARN non codant, et d'une manière générale, sur la régulation de l'expression des gènes.

Types

Dans le cas des PSN localisés dans les séquences codantes, on parlera de variants synonymes lorsque triplet de nucléotides affecté par un PSN code le même acide-aminé que la séquence de référence.

On parle de variants non-synonymes lorsque ce n'est pas le cas. On distingue alors :

  • les variants faux-sens (en anglais : missense) : l'acide-aminé n'est pas le même que celui de la séquence de référence ;
  • les variants non-sens (en anglais : nonsense) : le triplet de nucléotide devient un codon stop, qui interrompt la synthèse de la protéine ;

Utilisation

Les PSN sont des outils permettant d'identifier des génotypes (reconnaître des personnes, par exemple) à partir d'échantillons de matière organique ou de contribuer à la construction d'arbres phylogénétique d'êtres vivants ou d'espèces.

Fréquence

En moyenne un PSN est rencontré tous les 100 à 1 000 nucléotides. Il y en a de l'ordre de 5 × 106 dans le génome humain. Certaines associations de PSN sont caractéristiques de certaines populations. La distribution des PSN est au hasard. Dans n'importe quel gène on peut attendre une moyenne de 10 PSN, mais certains peuvent n'en présenter aucun. En 2001, on avait recensé 800 000 PSN dans le génome humain.

Tableau de répartition des PSN connus sur les chromosomes humains
Chromosome Nombre
de PSN		 Chromosome Nombre
de PSN		 Chromosome Nombre
de PSN
1 16 759 9 5 790 17 6 392
2 12 748 10 6 014 18 2 682
3 10 112 11 6 931 19 7 664
4 6 995 12 7 375 20 5 381
5 9 146 13 2 847 21 3 478
6 13 888 14 5 827 22 5 400
7 12 389 15 4 343 X 3 253
8 4 962 16 5 771 Y 63
Total 177 594

Notes et références
  1. (en) « single nucleotide polymorphism / SNP | Learn Science at Scitable », sur www.nature.com (consulté le )
  2. Neil Campbell et Jane Reece, Biologie, 7e édition, Pearson Education, 2007, p. 438.
  3. « L’étude des Snips », sur Futura (consulté le ).
  4. V. M. Ingram, « A specific chemical difference between the globins of normal human and sickle-cell anaemia haemoglobin », Nature, vol. 178,‎ , p. 792–794 (ISSN 0028-0836, PMID 13369537, lire en ligne, consulté le )
  5. J. C. Chang et Y. W. Kan, « beta 0 thalassemia, a nonsense mutation in man », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 76,‎ , p. 2886–2889 (ISSN 0027-8424, PMID 88735, PMCID 383714, lire en ligne, consulté le )
  6. A. Hamosh, T. M. King, B. J. Rosenstein et M. Corey, « Cystic fibrosis patients bearing both the common missense mutation Gly----Asp at codon 551 and the delta F508 mutation are clinically indistinguishable from delta F508 homozygotes, except for decreased risk of meconium ileus », American Journal of Human Genetics, vol. 51,‎ , p. 245–250 (ISSN 0002-9297, PMID 1379413, PMCID 1682672, lire en ligne, consulté le )
  7. Andrew B. Wolf, Richard J. Caselli, Eric M. Reiman et Jon Valla, « APOE and neuroenergetics: an emerging paradigm in Alzheimer's disease », Neurobiology of Aging, vol. 34,‎ , p. 1007–1017 (ISSN 1558-1497, PMID 23159550, PMCID 3545040, DOI 10.1016/j.neurobiolaging.2012.10.011, lire en ligne, consulté le )

Voir aussi

Liens externes
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