Combien de possibilités d'ADN pour chaque individu?

[Stasis]

Bonjours à tous!

Je voudrais savoir combien il y à de molécules d'ADN différentes, de "profil ADN" différents (Désolé d'avance si je n'utilise pas correctement les termes, j'ai cherché sur internet, mais je n'y comprend pas grand chose, n'ayant pas fait de biologie depuis la seconde ). De plus est-il raisonnable de considérer que sur la population mondiale "globalement" les profils ADN soient répartis aléatoirement (comme si chacun avait tiré aux dés en quelques sortes, même si évidemment ce n'est pas le cas), ou alors certains "types" de profils sont sur représentés (c'est nécessaire de le savoir pour la suite)?
Je vous pose cette question car la probabilité qu'il y ait 2 personnes dans un groupe de P personnes qui obtiennent la même face sur un dé de N faces est P(P-1)/(2N). Ca nous dit que dans une classe de 27 élèves il y à 100% de chances qu'il y en ai 2 qui soient nés le même jours (en moyenne, évidemment ça n'arrive pas tout le temps). J'ai cherché pour savoir combien il faudrait d'individus dans une ville pour qu'il y en ai en moyenne 2 qui aient le même nombre de cheveux (environ 150 000 cheveux en moyenne, on trouve qu'il faut environ... 550 personnes pour être à peu près sur d'en avoir 2 ayant le même nombre de cheveux). Voilà, ce que je cherche donc, c'est le N, mais pour un nombre de profils ADN possibles, de façon à savoir combien on a de "clones" génétiques en moyenne =) Et si quelqu'un sait en moyenne combien on à de "clones", je suis preneur aussi
J'espère que ma question est asse claire, et merci d'avance =)
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[toothpick-charlie]

salut,

c'est compliqué le génome humain. Une borne supérieure du nombre de génomes possibles est 4 élevé à la puissance 3 milliards (la longueur du génome) mais bien sûr dans toutes ces configurations une proportion infime correspond à un humain viable.

une autre façon de voir est de négliger les parties non-codantes (la majeure partie de l'ADN) et de compter le nombre de gènes (environ 25000) et le nombre moyen d'allèles par gène (là je sais pas, au pif je dirais de l'ordre de 10 ?). Ca donnerait 10^25000 combinaisons de gènes possibles.

une autre façon encore, est de partir de ce qu'on connaît: à savoir le nombre de SNP identifiés. Il existe une étude qui en dénombre environ 600000. Chaque SNP peut prendre 2 valeurs (2 lettres sur les 4) et donc ça donne 2^600000 possibilités. Mais bien sûr on ne connaît qu'une petite partie des SNP du génome humain.

bref, dans tous les cas on arrive à un nombre énorme, rien à voir avec les cheveux ou les annversaires.

[Geb]

Bonjour,

Lorsque c'est possible (grâce aux résultats du Human Genome Project), autant être (un peu plus) précis.

La longueur du génome : 2.851.330.913 nucléotides exactement.

Nombre de gènes : 21.787 gènes codants pour des protéines.

Pour les détails et les marges d'erreurs, voir ici : Génome humain: 22000, 24000, 25000 gènes ?

Cordialement.

[Miss-Niet]

On a compté les gènes codants, mais quid des si-,mi-ARN ? Et des différents isoformes des protéines aussi qui ne sont pas exprimés pareil chez tout le monde.

En gros, la probabilité d'avoir un "clône" génétique sur terre, est parfaitement inexistante. Sauf dans le cas des vrais jumeaux !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Geb]

En gros, la probabilité d'avoir un "clône" génétique sur terre, est parfaitement inexistante. Sauf dans le cas des vrais jumeaux !

Et comme les grossesses donnant naissance à de vrais jumeaux sont d'environ 1 sur 100 en Europe et 1 sur 20 en Afrique (si ma mémoire est bonne), la probabilité n'est pas si inexistante que cela tout compte fait.

Cordialement.

[Miss-Niet]

Euh je ne crois pas qu'il y ait 1% de grossesse qui donnent lieu à des vrais jumeaux, c'est nettement moins. D'ailleurs

La fréquence d'apparition de jumeaux monozygotes (identiques) est estimée, dans le monde entier, à un taux stable de 3,5 pour 1 000 naissances. La fréquence d'apparition de jumeaux dizygotes s'échelonne d'un taux de 6,7 pour 1 000 naissances au Japon, à un taux de 40 pour 1 000 naissances au Nigéria. Les deux facteurs majeurs influençant la gémellité dizygote sont l'âge de la mère au moment de la fécondation et le recours aux techniques de procréation médicalement assistée.

source : http://www.sogc.org/health/pregnancy-multiple_f.asp

Ce qui me semble plus réel. Ensuite, il faut ignorer que l'on a un jumeaux. Mais trouver deux clônes "humains" issus de lignées indépendantes, me parait improbable. Sans compter que l'épigénétique rend les clônes divergents au cours du temps...

[Geb]

une autre façon encore, est de partir de ce qu'on connaît: à savoir le nombre de SNP identifiés. Il existe une étude qui en dénombre environ 600000. Chaque SNP peut prendre 2 valeurs (2 lettres sur les 4) et donc ça donne 2^600000 possibilités. Mais bien sûr on ne connaît qu'une petite partie des SNP du génome humain.

Je ne connais pas cette campagne de dénombrement, même si je me passionne pour certaines de ces campagnes de la biologie moléculaire et structurelle et que j'ai l'habitude d'explorer des bases de données MACiE (nombre d'enzymes) et PDB (nombre de protéines), juste pour voir les nombres totaux augmenter. Mais là n'est pas le sujet. Pour plus de détails, voir ici :

http://forums.futura-sciences.com/bi...es-vivant.html

Tu as un lien vers une publication de ses résultats exacts (soit le nombre exact de SNP dénombrés jusqu'ici) ?

Pour ceux qui comme moi ignore la plupart des acronymes en anglais, SNP signifie "single-nucleotide polymorphism" littéralement "polymorphisme d'un seul nucléotide" soit la notion de polymorphisme nucléotidique.

Cordialement.

[Geb]

Euh je ne crois pas qu'il y ait 1% de grossesse qui donnent lieu à des vrais jumeaux, c'est nettement moins.

En effet. Je devais confondre avec la part moyenne des grossesses multiples. Je te remercie pour ce lien très intéressant !

Mais trouver deux clônes "humains" issus de lignées indépendantes, me parait improbable. Sans compter que l'épigénétique rend les clônes divergents au cours du temps...

Je suis tout à fait d'accord.

Cordialement.

[toothpick-charlie]

@Geb : pour le nombre de snips connus, j'étais loin du compte (je ne travaille pas dans ce domaine), il semble que le projet hapmap en ait découvert près de 4 millions. Et ce n'est certainement pas fini.

[Geb]

Salut toothpick-charlie,

@Geb : pour le nombre de snips connus, j'étais loin du compte (je ne travaille pas dans ce domaine), il semble que le projet hapmap en ait découvert près de 4 millions. Et ce n'est certainement pas fini.

Merci beaucoup pour la mention du nom du projet. Mais il y a quelque chose qui m'agace... Ça fait environ 15 minutes que je cherche un "décompte en temps réel" du nombre de SNP identifiés sur le site officiel du projet HapMap et je ne trouve rien de tel.

En outre, on le savait tous déjà, mais une petite recherche d'infos sur le projet HapMap m'a permis de tomber sur ce passage :

International HapMap Project

The DNA sequence of any two people is 99.5 percent identical.

C'est encore une de ces affirmations dont les journalistes sont friands, mais qui, sans un contexte, ne veut absolument rien dire. Quand on dit la séquence d'ADN, se réfère t-on à l'ADN complet (les 2,85 milliards et quelques de nucléotides) ou uniquement à sa partie codante (les ~22000 gènes codants identifiés) ?

Si c'est, comme je le pense, l'ADN complet, alors la limite haute que tu as mentionné plus haut passerait de 4 à la puissance 2851330913, à 4 à la puissance ~14257000

Cordialement.

[Geb]

@Geb : pour le nombre de snips connus, j'étais loin du compte (je ne travaille pas dans ce domaine), il semble que le projet hapmap en ait découvert près de 4 millions. Et ce n'est certainement pas fini.

Je viens de trouver un article intéressant datant de juin 2005 :

How many human genes and transcripts are there?

Il me pousse à croire que le nombre de SNP serait vraisemblablement "artificiellement augmenté" par les méthodes de séquençage utilisées. Le passage en question :

[...] While several groups have been active in the creation of clone collections, there is a distinct difference between them. Synthesized clones run the risk of creating an artificial clone that is not biologically relevant, especially since the world’s best transcript reference databases are constantly updating reference sequences based on the prevailing sequence data. This is a risky and potentially costly adventure. Prime examples are the collections of PCR products (ORF clones). While the mis-incorporation rates of the best polymerases have improved significantly, the potential for error will always exist. Even more startling is the error rates encountered within the PCR primers themselves. In fact, a frame-shifting insertion or deletion is much more frequently encountered in these regions than in the amplified region between them. This was shown in the preparation of the ORFeome v1.1 collection created at the Dana Farber Cancer Institute, where more than 8000 cDNA transcripts were PCR subcloned. One can only imagine the statistical number of errors resulting from the PCR amplification from crude cDNA libraries where the PCR cycle numbers must be increased to compensate for the rarity of the target molecules (5). To avoid PCR-related mutations, it is best to obtain a transcript clone directly from a cDNA library. There are only two large human clone collections that offer primarily cDNA clones, the Mammalian Gene Collection (MGC), a NIH-funded effort and the TrueClone Collection available from OriGene Technologies, Inc. The current MGC collection has full sequence validation of its members, but the current number of its non-redundant clones is just over 10,000 (5). To make up for a lack in content, the MGC decided in 2004 to move forward by cloning and adding PCR clones, thus leaving OriGene’s TrueClones as the single source for genome wide cDNA clones. This collection offers 24,000 transcripts from over 15,000 genes. This covers 80% of all the clones that are commercially available worldwide. Methods like RapidScreen highlighted in the LRRK2 article allow OriGene to move forward by cloning authentic cDNA clones for gene-focused research or genome wide screening. Some might say that the clones in a collection are only as good as the references that they represent. This might be true for PCR-generated or synthesized clones, but TrueClones represent their own independent reference set. As cDNA copies obtained directly from cDNA libraries, they are as close to representing actual mRNA transcripts as current technology allows. It will take many years before the RefSeq database contains all the individual references for all the splice variants and significant polymorphic transcripts. It is for this reason that all cDNA clones today should be considered biologically significant until proven otherwise. [...]

Si j'ai bien compris ce que j'ai lu, on finira peut-être par redescendre en dessous des 3 millions de SNP après épuration des SNP "artificiels" de tous les SNP connus à l'heure actuelle. Qu'en penses-tu ?

Cordialement.

[Gordak]

Bonjour,

De plus est-il raisonnable de considérer que sur la population mondiale "globalement" les profils ADN soient répartis aléatoirement (comme si chacun avait tiré aux dés en quelques sortes, même si évidemment ce n'est pas le cas), ou alors certains "types" de profils sont sur représentés (c'est nécessaire de le savoir pour la suite)?

Je crois qu'ici tu confonds la notion d'aléatoire et la notion d'indépendance. En effet, chaque génome est aléatoire, puisqu'il résulte de recombinaisons entre plusieurs chromosomes et de la séparation aléatoire des ces chromosomes recombinés. Mais tu dois prendre en compte le fait que le résultat dépend fortement des parents, donc chaque génome n'est pas identiquement distribué et dépend de l'origine des parents.

Je vous pose cette question car la probabilité qu'il y ait 2 personnes dans un groupe de P personnes qui obtiennent la même face sur un dé de N faces est P(P-1)/(2N).

Ceci serait plutôt le nombre expecté de couple de personnes partageant le même numéro, si chaque numéro est i.i.d dans la population de N personnes.

Ca nous dit que dans une classe de 27 élèves il y à 100% de chances qu'il y en ai 2 qui soient nés le même jours (en moyenne, évidemment ça n'arrive pas tout le temps).

Du coup il est plus juste de dire qu'en moyenne, il y a un couple qui partage la même date d'anniversaire.

J'ai cherché pour savoir combien il faudrait d'individus dans une ville pour qu'il y en ai en moyenne 2 qui aient le même nombre de cheveux (environ 150 000 cheveux en moyenne, on trouve qu'il faut environ... 550 personnes pour être à peu près sur d'en avoir 2 ayant le même nombre de cheveux).

Ceci est absurde. Puisque que la distribution du nombre de cheveux n'est pas uniforme. Autrement dit, tu ne verras personne avec 200 cheveux, alors que la plupart des personnes auront soit aucun cheveux (chauves), soit entre 100000 et 200000 cheveux. Ici, tu dois soit faire l'hypothèse absurde que cette distribution est uniforme, soit avoir recours à des concepts de statistiques plus avancés.

Voilà, ce que je cherche donc, c'est le N, mais pour un nombre de profils ADN possibles, de façon à savoir combien on a de "clones" génétiques en moyenne =) Et si quelqu'un sait en moyenne combien on à de "clones", je suis preneur aussi
J'espère que ma question est asse claire, et merci d'avance =)

Concrétement, la diversité est telle que ce nombre doit être proche, si ce n'est égal, au nombre d'individus sur cette Terre. Dépendemment de ce que tu entends par "profil". Mais concrétement, cette probabilité tombe à zéro à moins de n'avoir un vrai jumeau.

[Stasis]

Tout d'abord merci pour toutes ces réponses! Je n'ais pas été voir tous les liens, d'autant plus que je suis loin de maîtriser l'anglais de façon à tout comprendre (ensuite c'est aussi bien compliqué pour un non-biologiste). Gordak: Je sais bien que notre génome est essentiellement déterminé par nos parents, mais si on prenait la population sans tenir compte des liens de parenté je voulais savoir si on pouvais considérer cela comme une sorte de gros tirage aléatoire. Sinon c'est exactement ce que j'entend par "2 personnes dans un groupe de P personnes qui obtiennent la même face sur un dé de N faces", et j'ai pris l'exemple des cheveux pour clarifier ma question, le but n'est pas la (après ça peux être intéressant de faire sortir des jolies intégrales mais bon). Sinon je ne pensais pas qu'il y ait autant de possibilités viables pour un être humain! Si je comprend bien mieux vaut abandonner l'idée de trouver des clones dans la nature... Mais si l'on considère deux enfants d'une même famille, peux t-on calculer les probabilités d'avoir 2 clones en général, on cela dépend t-il des patrimoines du père et de la mère (je cherche alors combien d'enfants deux parents devraient avoir avant d'avoir une chance "raisonnable" d'avoir 2 enfants identiques génétiquement, en me doutant bien que cela doit donner un nombre gargantuesque...)?
Merci à tous!

[Miss-Niet]

Pour les chances pour deux parents d'avoir deux enfants génétiquement identiques, il faut calculer... Sachant qu'en prenant approximativement 22000 gènes par individus, que chaque individus possède 2 copies du gènes (je parle de copies car ce ne sont pas forcément des allèles), pour chaque gène l'enfant à 1 chance sur quatre d'avoir un jeu de copies données. Donc rien qu'en terme de gène, c'est gigantesque. Ensuite si on entre dans les séquences codantes...
En fait, pour prendre la situation opposée, des parents peuvent aussi avoir deux enfants ne partageant pas du tout leur ADN. C'est l'autre extrême. En pratique, vu que le but de la reproduction est le brassage génétique, cela n'arrive pas. Mais en gros, dans une fratrie, on ne connait pas avec certitude la proportion d'ADN commun aux frères et soeurs. Qui peut donc aller de 0 à 100% en théorie.

Il y a cependant beaucoup de choses qui sont dites prévalantes selon les groupes ethniques. Cela se voit dans les maladies génétiques. Les blancs européens ont la myopathie alors que les noirs ont la drépanocytose. Il y a bien un biais allélique (et donc génétique au sens propre du terme) au sein des populations.

Et pour jouer aux experts, sache que les séquences utilisées pour identifier les individus (dans les crimes sordides, ou les vols de scooter...) ne sont pas dans les gènes, mais en dehors. De mémoire (ça date de ma L1), on peut comparer les répétitions des mini-satellites de l'ADN. En fait, ces séquences sont justement en dehors des gènes pour ne pas compromettre les gens soumis à ce test. Un test ADN ne permet pas de savoir si la personne a un cancer, est myope, ou blond. Les tests ADN se basent donc sur la comparaison de séquences non codantes, mais ne permettent pas de retrouver un individu en partant de 0. Avec 10 (ou 12 ?) séquences testées, les probabilités qu'une autre personne présente également l'ensemble de ces caractéristiques est de 1 pour 10 milliard je crois. Et ces tests sont suffisant pour exclure les parents proches d'un suspect (frère, soeur, père, mère, cousin...)

[toothpick-charlie]

une question connexe : supposons deux individus dont l'ADN codant est identique (ainsi que les séquences régulatrices et tout et tout). Jusqu'à quelle proportion de différence dans l'ADN non-codant seront-ils identiques? (les phénotypes)

[kamor]

une question connexe : supposons deux individus dont l'ADN codant est identique (ainsi que les séquences régulatrices et tout et tout). Jusqu'à quelle proportion de différence dans l'ADN non-codant seront-ils identiques? (les phénotypes)

Je dirai 100% vu que l'ADN non codant n'est pas impliqué dans le phénotype (du moins au vu des connaissances actuelles)