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Apparation, dans une lignée animale ou végétale, de caractères héréditaires nouveaux, par suite d'un changement dans la structure des chromosomes. Même si la reproduction de l'ADN est très précise, elle n'est pas toujours parfaite. Très rarement des erreurs peuvent apparaître et le nouveau segment d'ADN contient un ou plusieurs nucléotides modifiés ou bien peut perdre ou gagner un nucléotide. C'est une mutation. Si elle se produit dans une séquence de nucléotides qui code un polypeptide particulier, elle peut modifier un acide aminé de la chaîne de ce polypeptide. Cette modification peut sérieusement altérer les propriétés des protéines produites et lorsqu'une mutation se produit pendant la formation de gamètes, elle sera transmise à la génération suivante. L'hémoglobinose, par exemple, est une affection héréditaire provoquée par la modification d'un acide aminé dans une cellule sanguine. Les mutations augmentent avec l'exposition aux rayons X ainsi qu'avec d'autres formes de radiations et avec l'exposition à de hautes températures et à certains produits chimiques. Les mutations peuvent aussi être provoquées par la présence d'allèles particuliers sur certains gènes, appelés gènes mutateurs, dont quelques uns semblent altérer les mécanismes de réplication de l'ADN. D'autres semblent être des éléments transposables. La plupart des mutations sont nuisibles à l'organisme. Les mutations sont généralement récessives et leurs effets nuisibles ne sont exprimés qui si deux gènes mutants se réunissent en situation homozygote. Cela arrive le plus souvent au cours d'unions consanguines, lorsque deux parents ont eux-mêmes hérité d'un ancêtre commun un gène mutant récessif. Les chromosomes peuvent subir une modification en forme ou en nombre. Une partie du chromosome peut se détacher, se retourner et se rattacher au chromosome au même endroit. C'est une inversion. Si elle se rattache à une partie différente du même chromosome ou même à un autre chromosome, c'est une translocation. Un morceau de chromosome peut être perdu par un membre de la paire au profit de l'autre; on dit que l'un des membres souffre d'une carence et que l'autre a subi une duplication. Ce processus est généralement mortel sous les conditions homozygotes. Une autre sorte de mutation se produit lorsqu'une paire de chromosomes homologues ne se sépare pas au cours de la méiose. Cela produit des gamètes, et donc des zygotes, avec des chromosomes en trop et d'autres avec des chromosomes en moins. Les individus avec un chromosome en trop sont dits trisomiques et ceux avec un chromosome en moins sont dont monosomiques. Ces deux conditions provoquent des handicaps sévères, comme la trisomie 21, ou mongolisme, causée par la présence de trois chromosomes de la 21ème paire. Il arrive qu'un ensemble entier de chromosomes ne se sépare pas au cours de la méiose, ce qui produit un gamète qui contient deux fois le nombre normal de chromosomes. S'il féconde un gamète normal, l'individu aura trois ensembles de chromosomes homologues au lieu de deux et s'il féconde un gamète semblable, l'individu aura quatre ensembles de chromosomes analogues. Ces individus sont appelés polyploïdes. La polyploïdie est le seul processus connu qui peut donner naissance à de nouvelles espèces en une seule génération. On ne trouve des polyploïdes viables et fertiles que chez les organismes hermaphrodites comme la plupart des plantes à fleurs et quelques invertébrés. Ils sont généralement plus grands et plus robustes. Une étude sur la souris montre que les individus exposés à la fumée du tabac possèdent 4 fois plus de mutations sur leur ADN que chez les souris témoins, et cela même à faible dose. Ces effets mutagènes, déjà connus sur les cellules de l'organisme ou sur l'enfant in utero, se retrouvent pour la première fois sur des cellules reproductrices, les individus exposés présentant de nombreuses anomalies dans les spermatozoïdes ou les ovocytes (observation déjà confirmée chez l'homme). Reste à montrer que chez l'homme aussi, le tabagisme passif induit une augmentation du taux de cancers chez sa descendance [09/2011]. Alors que le nombre de mutations transmises par la mère à ses enfants est indépendant de son âge, il est proportionnel à celui du père : si un père d'une vingtaine d'années transmet en moyenne 25 mutations à son enfant, ce chiffre monte à 65 pour un père dans la quarantaine, soit 2 mutations supplémentaires pour chaque année. On a ainsi observé une corrélation entre les cas d'autisme ou de schizophrénie chez les enfants et un âge paternel avancé [10/2012].
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