Génétique et populations humaines

Alain Verloes

Description

Équilibre de Hardy et WeinbergHardy et Weinberg ont formalisé l’équilibre entre les fréquences alléliques dans une population idéale de grand effectif (pour gommer l’effet des fluctuations stochastiques), où les unions se font au hasard par rapport au caractère génétique étudié, et sans pression évolutive (chaque individu a la même chance de pouvoir se reproduire). Soient 2 allèles A et b, de fréquence p et q. La somme p + q égale 1. Si p >> q, p ≈ 1. L’ensemble des génotypes possibles est égal à [AA] + [Ab] + [bb]. Dans ces conditions, la fréquence des homozygotes sains [AA] = p2 (≈ 1), celle des hétérozygotes [Ab] = 2pq ≈ 2q et celle des homozygotes mutés [bb] = q2. L’équation peut être généralisée à n allèles. Par exemple, avec 3 allèles A, a, et b de fréquences p, q et r, p + q + r = 1, et donc : [AA] = p2, [aa] = q2, [bb] = r2, [Aa] = 2pq, [Ab] = 2pr, [ab] = 2qr. La loi de Hardy-Weinberg s’applique également aux gènes portés par le chromosome X. Dans ce cas, les génotypes sont [AA], [Ab], [bb], [A] et [b]. La fréquence q est directement déduite de la fréquence des sujets masculins atteints. Dans les grandes populations humaines, la panmixie est approximativement respectée. Toutefois, plusieurs phénomènes sont susceptibles de fausser les prévisions de ce modèle.

Informations

• Publié par: Editions du Traité de Médecine
• Date de parution: 01 janvier 2020
• Nombre de lectures: 4
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

1

Génétique et maladies métaboliques

Chapitre S24P01C06 Génétique et populations humaines

A V LAIN ERLOES

Équilibre de Hardy et Weinberg

010 0

6 0 C 1 P0 4 S2

Hardy et Weinberg ont formalisé l’équilibre entre les fréquences alléliques dans une population idéale de grand effectif (pour gommer l’effet des fluctuations stochastiques), où les unions se font au hasard par rapport au caractère génétique étudié, et sans pression évolutive (chaque individu a la même chance de pouvoir se reproduire). Soient 2 allèles A et b, de fréquence p et q. La somme p + q égale 1. Si p >> q, p1. L’ensemble des génotypes possibles est égal à [AA] + [Ab] + [bb]. Dans 2 ces conditions, la fréquence des homozygotes sains [AA] = p (≈ 1), celle des hétérozygotes [Ab] = 2pq2q et celle des homozygotes 2 mutés [bb] = q . L’équation peut être généralisée à n allèles. Par exemple, avec 3 allèles A, a, et b de fréquences p, q et r, p + q + r = 1, 2 2 2 et donc : [AA] = p , [aa] = q , [bb] = r , [Aa] = 2pq, [Ab] = 2pr, [ab] = 2qr. La loi de Hardy-Weinberg s’applique également aux gènes portés par le chromosome X. Dans ce cas, les génotypes sont [AA], [Ab], [bb], [A] et [b]. La fréquence q est directement déduite de la fréquence des sujets masculins atteints. Dans les grandes populations humaines, la panmixie est approximativement respectée. Toutefois, plusieurs phéno- mènes sont susceptibles de fausser les prévisions de ce modèle.

Stratification de la population

Les populations humaines sont souvent formées de sous-ensembles (ou strates) entre lesquelles les unions sont parfois beaucoup plus rares que le voudrait le hasard, pour des raisons ethniques, culturelles, reli- gieuses... La fréquence de certains allèles morbides peut être très différente entre ces sous-ensembles. Si les mariages ont lieu préférentiellement entre membres d’une strate, un calcul basé sur la loi de Hardy-Weinberg doit tenir compte des fréquences alléliques dans chaque strate, et non de celle de la population globale. Par exemple, la fréquence des hétéro- zygotes pour la drépanocytose est largement plus élevée chez les Fran- çais d’origine africaine ou caribéenne que chez les Français d’origine ouest-européenne. À l’inverse, la fréquence des porteurs de la muco- viscidose y est nettement plus basse. Un calcul de risque pour ces deux maladies doit donc tenir compte de cette stratification, mais les prédic- tions de Hardy-Weinberg seront retrouvées si chaque sous-groupe est étudié séparément.

Migration, flux génétiques et dérive génétique

Les mouvements de population historiques ou contemporains liés aux migrations (au sens large) ont largement contribué à diffuser les allèles spécifiques d’une population dans une autre. Si ce mécanisme

S24P01C06

est initialement freiné par la stratification, à terme, lorsque celle-ci s’estompe, les flux migratoires peuvent modifier largement la fré- quence de certains allèles. Le poids du hasard dans la dispersion ou la disparition de certains allèles devient important lorsque les popula- tions concernées ont un petit effectif (isolats). La dérive génétique décrit des fluctuations de la fréquence allélique dues au hasard et non à la pression de sélection.

Unions préférentielles (mariage assortatif)

Les unions ne sont pas panmictiques quand la présence d’un phé- notype influe sur la probabilité d’union. Cet effet peut être positif (union préférentielle ou homogamie) ou négative (rejet préférentiel ou hétérogamie). Les unions entre déficients sensoriels ou entre per- sonnes de petite taille sont des exemples typiques d’homogamie. Du fait de ces choix, la fréquence des homozygotes pour une maladie récessive peut être supérieure à celle prédite par Hardy et Weinberg. Mais les unions préférentielles portent aussi sur des caractères phéno- typiques non pathologiques, comme la couleur de peau. Ces choix préférentiels sont l’un des mécanismes de la stratification génétique d’une population

Consanguinité

Les mariages consanguins constituent une forme de mariage préfé- rentiel entre deux conjoints apparentés. Les unions entre apparentés sont observées dans toutes les cultures, avec une fréquence variable, selon le lieu et l’époque. Il est habituel de séparer les unions entre appa- rentés proches (qui partagent un ancêtre commun à moins de quatre générations : arrière grand-parent ou plus proche) des unions entre apparentés lointains, que l’on observe dans toutes les populations contraintes à l’endogamie pour des raisons géographiques. Le choix d’un conjoint apparenté est lié à des traditions socioculturelles plus qu’à des critères religieux : ces unions répondent à certaines préoccu- pations socioculturelles telles que le renforcement des liens de solida- rité familiaux, le maintien des biens dans la communauté, une meilleure protection des épouses contre les risques de rejet par la belle- famille… Ces unions représentent approximativement 10 % des unions dans la population humaine actuelle : elles sont très communes dans certaines populations (sud et est du bassin méditerranéen, pénin- sule arabique, Afrique subsaharienne, Pakistan, Afghanistan, sud du sous-continent indien…) et dans quelques isolats culturels (Amish, Huttérites…) où ces unions consanguines représentent 20 à 80 % des mariages. Les mariages entre cousins et les unions oncle-nièce sont les formes les plus communes d’unions consanguines. La fréquence des unions consanguines a fortement diminué dans les régions où elle était historiquement peu présente, comme l’Europe (actuellement 0,5 % des unions en France, hors communautés issues de l’immigration). Cette tendance est nettement moins marquée dans les régions où cette pratique est courante. Au sein d’une population, la comparaison entre les mariages consanguins et non consanguins est rendue compliquée par le fait que, globalement, on observe un âge de la première maternité plus jeune, une fertilité accrue, et un nombre moyen d’enfants vivants