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Le phénotype guevedoces

Spécialité SVT 1ère

Mutations et santé

Disséquer la complexité apparente des phénomènes observables en éléments et principes fondamentaux.

Extraire, traiter et organiser des informations relatives à un phénotype alternatif monogénique.

Cette activité en deux parties couvre une grande partie du programme relatif à la partie "Mutations et santé". Elle est conçue comme une activité, principalement, de remobilisation de notions et méthodes qui auraient déjà été vues. La partie « Transmission, variation et expression du patrimoine génétique », expression du patrimoine génétique en particulier doit avoir été traitée (pour les enzymes, la maitrise des notions acquises en classe de seconde peuvent en revanche suffire). La lecture d’un arbre généalogique est aussi un prérequis. Au-delà de l’adaptation nécessaire au public élève, le niveau d’attente quant à la mobilisation du vocabulaire spécifique pourra varier selon l’avancement de la partie « Mutations et santé ».
Le phénotype choisi, lié à la différenciation sexuelle, remobilise aussi les acquis de seconde quant à procréation et à la sexualité humaine. Dans le domaine de l’éducation à la sexualité, l’ensemble vise à réinterroger les élèves sur le concept d’identité sexuelle et à prolonger la réflexion sur les normes et le respect des différences.

À Las Salinas, un village isolé du sud de la République dominicaine, certains individus sont connus localement sous le nom de machihembras, qui signifie "en partie masculins en partie féminins". En fait, il s’agit d’enfants dont le sexe est plutôt féminin, même s’il peut être ambigu, qui passent spontanément à un sexe plutôt masculin à la puberté. Dans la littérature scientifique, on les appelle guevedoces, ce qui se traduit par "pénis à 12 ans". On cherche à comprendre l’origine de ce phénotype, relativement fréquent à Las Salinas (1 naissance sur 50) et et qui y donne traditionnellement lieu à une fête joyeuse lors de la puberté des individus (ce phénotype existe aussi dans d’autres régions du monde où les individus peuvent être moins acceptés socialement).

 

A – Du phénotype moléculaire au phénotype macroscopique

Exploiter les documents 1 à 4 pour montrer qu’un déficit en activité enzymatique 5-alpha réductase, lié à une mutation, peut être à l’origine du phénotype guevedoces.

 

Document 1 - Caractéristiques d’un individu guevedoces de 18 ans (appelé sujet Yuma par la suite)
Ce document présente les caractéristiques d’un individu particulier, et non pas d’une moyenne. Il ne reflète pas la diversité des guevedoces.

Masse et taille : 53 kg ; 156 cm.

Description physique : la voix a commencé à devenir plus grave vers l’âge de 14 ans et la pomme d'Adam est proéminente. Les épaules sont relativement larges, pas d'élargissement des seins. Absence de moustache. Absence d’utérus et de trompe de Fallope. Testicules, épididymes, canaux déférents et vésicules séminales normaux. Micropénis (longueur inférieure à 4 cm hors érection et inférieure à 8 cm en érection).

Dosages hormonaux et valeurs de référence :
Ces hormones sont dosées par analyse d'un échantillon sanguin prélevé par prise de sang.

 

Cas de Yuma

Valeurs de référence

 

Homme

Femme

Testostérone totale (ng/mL) 

6,33

Prépubère : 0,1 à 1
Adulte : 3 à 10

Prépubère : 0,01 à 0,1
Adulte : 0,2 à 0,8

Dihydrotestostérone (ng/mL)

0,14

Adulte : 0,33 à 1,20

Adulte : 0,06 à 0,30

AMH (ng/mL)

4,1

3,1 à 5,3

2,45 et 5,95
(au 3e  ou 4e jour du cycle)


Remarque : la mise en place de l’organisation et de la fonctionnalité des appareils sexuels féminins et masculins se réalise sur une longue période qui va de la fécondation à la puberté, sous l’influence de diverses hormones. Chez les hommes, la testostérone, la DHT (dihydrotestostérone) et l’AMH (hormone antimüllérienne) ont un rôle essentiel.

 

Document 2 – La synthèse des hormones sexuelles chez les hommes

La testostérone et la DHT sont deux hormones lipidiques synthétisées à partir du cholestérol. L’AMH est une hormone protidique directement issue de l’expression d’un gène.

Guevedoces-La synthèse des hormones sexuelles chez les hommes 

Document 3 – La mise en place des organes reproducteurs chez les êtres humains : du phénotype fœtal indifférencié aux phénotypes féminin et masculin

Jusqu’à la 8ème semaine du développement embryonnaire, l’appareil génital n’est pas différent d’un sexe à l’autre, il est dit indifférencié. Ce n’est qu’ensuite que les structures uro-génitales (urinaires et génitales) évoluent différemment selon le sexe chromosomique et génétique. Le schéma ci-dessous présente la différenciation des organes de l’appareil reproducteur selon le sexe chromosomique et génétique.

Guevedoces-Mise en place des organes reproducteurs chez les êtres humains  

 

Document 4 – Le rôle des hormones sexuelles lors des deux étapes clés de la différenciation chez les hommes : l’embryogenèse et la puberté.

La mise en place du phénotype masculin est dépendante de différentes hormones sexuelles :

  • la testostérone agit sur toute une gamme de tissus dont ceux du cerveau, de l’hypophyse, du rein, des muscles, de la peau, ainsi que tous ceux de l’appareil reproducteur (les testicules, les épididymes, la prostate, les vésicules séminales, le pénis...) ;
  • la dihydrotestostérone (DHT), agit essentiellement sur la prostate et les organes externes de l’appareil génital ;
  • l’hormone antimüllérienne (AMH) inhibe le développement des canaux de Müller et empêche ainsi les ébauches de l'utérus, des trompes et d'une partie du vagin de se transformer en organes fonctionnels.

La chronologie des événements est, dans la majorité des cas, la suivante :

Guevedoces-Rôle des hormones sexuelles lors des deux étapes clés de la différenciation 

B – Du génotype au phénotype guevedoces

Exploiter les documents 5 et 6 et les séquences présentées du gène SRD5A2 pour expliquer l’origine du déficit en enzyme 5-alpha réductase, qui entraine le  phénotype guevedoces.

Remarque : la consigne précédente (partie A) établit la possibilité qu’un déficit en enzyme 5-alpha réductase entraine le  phénotype guevedoces. Il conviendrait donc de valider cette explication lors de la mutualisation qui tiendra lieu de « correction », en expliquant que d’autres données scientifiques confortent cette explication mais aussi que d’autres phénotypes intersexués ont un autre déterminisme.

Document 5 – Arbre généalogique d’une famille présentant deux individus guevedoces

Guevedoces-Arbre généalogique Document 6 – Caryotype d’un individu de phénotype guevedoces

Guevedoces-Chromosomes 

Ressource numérique - Séquences du gène SRD5A2 chez divers individus
À ouvrir avec le logiciel Anagène ou Geniegen

Deux exemples de ressources possibles, parmi d'autres, sont proposés dans le tableau ci-dessous. Les séquences correspondent à des allèles trouvés dans la littérature scientifique mais :

  • pour les deux propositions les séquences ont été choisies et/ou travaillées pour une exploitation plus aisée (début au niveau du codon initiateur, absence d’introns) pour chacune d’entre elles ;
  • pour la proposition 2, les associations d’allèles des individus sont fictives (de même que leur prénoms).

Proposition 1

Comparaison de séquences alternatives par rapport à l’allèle de référence

Proposition 2

Comparaison des allèles présents chez les individus d’une même famille

Brins non transcrits = codants

  • SRD5A2-ADN_codant-Référence
  • SRD5A2-ADN_codant-Variant_rs121434246 (fréquent en République dominicaine)
  • SRD5A2-ADN_codant-Variant_rs121434245 (identifié dans une autre population)Zip Browser, appliaction pour afficher le contenu des fichiers ZipLien de téléchargement en .edi 

Séquences des 4 individus de la fratrie (brins non transcrits = codants)

  • Lisa, 2 allèles A1 et A3
  • Yuma, 2 allèles A1 et A2
  • Alex, 2 allèles A1 et A2
  • Roberto, 2 allèles A3 et A4

Zip Browser, appliaction pour afficher le contenu des fichiers ZipLien de téléchargement en .edi

 

Plus de 20 mutations ont été identifiées.

Pour retrouver les séquences d’origine :

Sources & Pour en savoir/faire plus

Une autre activité (remobilisation du programme de 2nde) en lien depuis l'article "Les phénotypes sexuels"

Webographie :

  • M Bhinder et al. Pseudo-Hermaphroditism : A Multi-Faceted Pathosis, Reprod Syst Sex Disord 2016, 5:1
    DOI: 10.4172/2161-038X.1000162
  • Diana Mettadewi Jong et al., 5-alpha-reductase deficiency: a case report, Paediatrica Indonesiana, Volume 43 Number 11-12, November – December 2003