Travaux Personnels Encadrés
Le daltonisme et
la vision des couleurs
http://tpe.ledaltonisme.online.fr/
Thème général : L’Homme et la nature
Observation et description de la nature par l’Homme
Aurélien de Turenne
Aymeric Broyet
Benjamin Fara
2010-2011
Travaux Personnels Encadrés | Le daltonisme et la vision des couleurs | Année 2010 – 2011
Introduction
De nos cinq sens, la vision est celui qui nous permet d’appréhender
notre environnement grâce à des images et des couleurs. L’œil,
l’organe central de cette faculté visuelle capte la lumière et transmet
au cerveau des informations nous permettant d’avoir un ressenti des
couleurs (15 000 nuances). Ainsi, on appelle rouge la couleur de la
tomate ou de la fraise puisque ces deux végétaux renvoient la même
lumière. Cependant, certains individus voient les fraises mures et les
fraises encore vertes de la même couleur. Cette anomalie est une
dyschromatopsie (du grec ‘‘δυς’’dys- mauvais ‘‘χρωματος’’ chromatos
la couleur) dont la forme la plus commune est le daltonisme. Il s’agit
d’une anomalie génétique qui touche a des degrés différents 8 % des
hommes et 0,4 % des femmes. D’abord évoquée en 1794 par le
physicien anglais John Dalton, l’anomalie portant son nom a ensuite
été diagnostiquée comme héréditaire. En 1986 une équipe de
chercheurs américains a découvert la position des gènes de la vision
des couleurs sur les chromosomes X et 7.
Tout d’abord, nous allons expliquer la composition de la couleur afin
de pouvoir comprendre ensuite le fonctionnement de la vision et nous
traiterons enfin le dépistage et les causes génétiques du daltonisme
ainsi que les possibilités pour y remédier.
Nous axerons notre étude sur la problématique générale :
Comment expliquer la vision des couleurs et quelles sont les origines
et les conséquences de l’anomalie du daltonisme ?
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Sommaire
1. La lumière et les couleurs Page 3
1.1.La lumière : une onde électromagnétique Page 3
1.2.Mise en évidence de la nature de la lumière blanche et
de la synthèse additive des couleurs Page 5
1.3.Absorption et diffusion de la lumière par les objets Page 7
2. Le principe de la vision Page 8
2.1.Anatomie de l’œil dans le processus de la vision Page 8
2.2. Les cellules photosensibles Page 9
2.2.1. Les bâtonnets Page 10
2.2.2. Les cônes Page 11
2.3.La photoréception et le message nerveux Page 12
2.3.1. La iodopsine Page 12
2.3.2. La photoisomérisation et la transduction Page 13
2.3.3. Le message nerveux Page 13
3. Le daltonisme Page 14
3.1.Dépistage et test d’Ichihara Page 14
3.2.Une dégénérescence au niveau des cônes Page 15
3.3.Une anomalie génétique Page 16
3.3.1. Mutation des gènes Page 16
3.3.2. Hérédité de l’anomalie Page 17
3.3.3. Le traitement génique Page 18
Conclusion Page 19 Table des Illustrations Page 21
Lexique Page 20 Bibliographie Page 22
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1. La Lumière et les couleurs
Le daltonisme est une anomalie qui altère la vision des couleurs, nous devons donc, avant
de parler du daltonisme, définir et comprendre ce qu’est la couleur.
‘’Les philosophes disent que l’on ne peut voir aucune chose qui ne soit revêtue de lumière et
de couleur. C’est pourquoi il existe entre les couleurs et les lumières une très grande parenté qui
permet de voir. On en comprend l’importance au fait que, si la lumière meurt, les couleurs meurent
également, et lorsque la lumière revient, les couleurs se rétablissement en même temps que la
force des lumières.’’ Leon Baptista Alberti
De la peinture, 1435
Comme nous le dit Leon Baptista Alberti à juste titre, la couleur et la lumière sont
intimement liées, on ne peut donc traiter l’un sans l’autre, nous allons donc devoir, avant de parler
de couleur, parler de lumière et essayer de la définir.
1.1 La lumière : une onde électromagnétique
La lumière peut être décrite comme une onde électromagnétique ou EM c’est à dire la
propagation d'une perturbation produisant sur son passage une modification des propriétés
physiques. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.
Figure 1 - Schéma représentant une onde EM
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Notons qu’une onde est caractérisée par ce que l’on appelle une longueur d’onde, c’est à
dire par la périodicité de celle ci. Les ondes électromagnétiques peuvent avoir des longueurs
d’ondes de moins de 1nm (nm = nanomètre = 10-9 mètre = 0,000 000 001 mètre) jusqu’à des
longueurs d’ondes de plusieurs mètres, pourtant, l’œil humain ne peut ‘‘voir’’ ces ondes que
lorsque leurs longueurs est comprise entre 380nm et 780nm environ.
Figure 2 - Schéma mettant en évidence les longueurs d’ondes du visible des ondes électromagnétiques
La longueur d’onde à une importance capitale : elle définie la couleur de cette lumière.
Figure 3 - Tableau montrant les couleurs en fonction des longueurs d’ondes (0,430 μm = 430 nm)
Maintenant nous savons que la lumière est une onde électromagnétique. Nous allons voir
qu’il y a différents types de lumière : la lumière dite monochromatique et la lumière dite
polychromatique et nous mettrons en évidence la notion couleurs primaires.
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1.2. Mise en évidence de la nature de la lumière blanche et de
la synthèse additive des couleurs
Même si Francesco Maria Grimaldi (1618 -1663) et René Descartes (1596 -1750) avaient
réussi à décomposer la lumière blanche (en passant par le prisme, la lumière blanche se
décompose en une infinité de lumière colorée), c’est Isaac Newton (1643- 1727) qui le premier
comprit que l’œil humain ne permettait pas la reconnaissance de combinaisons de couleurs. Ainsi à
l’intersection d’un faisceau lumineux vert et d’un faisceau lumineux rouge, l’œil voit du jaune et
non les deux couleurs distinctement. C’est entre autre grâce à sa célèbre expérience réalisée en
1672 que Newton comprit ceci : il décomposa un faisceau de lumière blanche grâce à un prisme et
il obtint un spectre de lumière coloré, c’est à dire une bande de lumière colorée allant du violet-
bleu au orange-rouge (voir schéma ci dessous), puis en recombinant tous ces rayons lumineux, il
réobtint une lumière blanche.
Figure 4 - Schéma représentant la décomposition de la lumière blanche par un prisme
La décomposition de la lumière blanche par un prisme met en évidence sa nature
polychromatique : la lumière blanche est composée d’une multitude de lumières
monochromatiques.
Une lumière polychromatique est composée de plusieurs ondes monochromatiques.
ème
Plus tard, au début du XIX siècle un physicien du nom de Thomas Young parle de sa
‘’Théorie de la vision trichromatique’’ : selon lui trois couleurs suffiraient pour recréer toutes les
couleurs. C’est ainsi qu’en 1807 il induit la notion de couleurs primaires qui seraient le rouge, le
vert et le violet. C’est plus tard, en 1859 que le physicien écossais James Clerck Maxwell démontre
à seulement 28 ans la théorie de Young et l’affine : il arrive, avec seulement trois couleurs du
spectre : le rouge, le vert et le bleu à recomposer toutes les couleurs : la théorie de Young est
démontrée. Nous savons donc qu’avec trois couleurs primaires : le rouge, le vert et le bleu
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(évidemment la réalité est plus complexe et ces couleurs primaires sont associées à des longueurs
d’ondes très précises) nous pouvons recréer toutes les autres couleurs ainsi que la lumière
blanche.
Figure 5 - Schémas mettant en évidence la synthèse additive des couleurs
Les schémas ci dessus permettent de mettre en évidence la synthèse additive des couleurs,
on voit que :
Figure 6 - Synthèse additive des couleurs
Bien sur ce schéma est simplifié et donne une explication sommaire de la synthèse
additive des couleurs car cela dépend aussi de la proportion de chaque couleur.
Nous savons maintenant que la lumière est une onde électromagnétique, que sa
longueur d’onde correspond à sa couleur, que la lumière blanche est polychromatique et
qu’il y a trois couleurs primaires : le rouge, le vert et le bleu avec lesquels ont peut
recomposer toutes les autres couleurs et le blanc. Nous allons encore devoir parler d’une
chose concernant la lumière et la couleur, car si la lumière que nous recevons est blanche
(celle du soleil) comment se fait-il que les objets éclairés par cette lumière nous
apparaissent colorés ?
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1.3. Absorption et diffusion de la lumière par les objets
Dans la vie courante, tout ce que nous voyons est éclairé par une lumière blanche : celle
provenant du soleil ou de nos ampoules, alors comment ce fait il que nous voyons les objets
colorés ?
Nous voyons les objets colorés tout simplement parce que la matière opaque a la propriété
d’absorber certaines longueurs d’ondes et d’en renvoyer d’autre. Ainsi une pomme que l’on voit
rouge, exposée à de la lumière blanche, va absorber toutes les longueurs d’ondes contenues par la
lumière blanche sauf le rouge qu’elle va renvoyer.
Notons aussi que les objets n’ont pas de couleur pour un physicien : ils vont juste renvoyer
certaines longueurs d’ondes.
Par exemple, une pomme qui nous parait de couleur jaune (sachant que par synthèse
additive le jaune correspond à la somme du vert et du rouge) à la lumière blanche nous paraitra
verte exposée à de la lumière verte. A de la lumière rouge elle nous paraîtra rouge et à la lumière
bleue elle nous paraitra noire. Dans le cas d’une exposition à la lumière jaune (rouge + vert) elle
nous paraitra jaune comme si elle était exposée à de la lumière blanche. Car une pomme de
couleur jaune renvoie les ondes électomagnétiques de longueurs d’ondes correspondant au jaune,
rouge et vert et absorbe les autres.
Figure 7 - Schémas représentant la capacité d’absorption d’une même pomme ; les flèches de gauches représentent les
rayons incidents et les flèches de droite les rayons réfléchis
Maintenant que nous ‘‘savons’’ ce qu’est la lumière et la couleur, il va nous falloir
comprendre le fonctionnement de la vision avec l’importance des cônes, ces photorécepteurs
responsables de la vision des couleurs.
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2. Le principe de la vision
2.1. Anatomie de l’œil dans le processus de la vision
L’œil, ce petit globe de 2,5 cm de diamètre est l’organe principal de la vision. Cette sphère
est comparable à un appareil photo puisqu’elle comporte un « bloc optique » (la cornée, l’iris et le
cristallin) et une « pellicule » (la rétine).
Pour découvrir le principe de la vision, on va suivre un groupe de rayons lumineux
provenant d’un beau paysage. Tout d’abord, les rayons traversent la cornée puis une partie de ses
rayons sont arrêtés par l’iris qui s’ouvre quand la luminosité et faible et qui se ferme quand elle est
trop intense. Les rayons « choisis » par l’iris traversent ensuite une lentille biconcave, le cristallin.
Il a la propriété de changer la manière dont il réfracte la lumière afin de rendre l’image nette. Ainsi
les rayons sont réfractés et ils arrivent sur la rétine tapissée de cellules (les cônes et les bâtonnets)
qui transforment la lumière en impulsions nerveuses transmises au cerveau pour donner une
image du beau paysage.
La cornée est une membrane transparente solide à travers laquelle la lumière pénètre.
L’approvisionnement en nutriments et oxygène se fait grâce à l’humeur aqueuse, un liquide
composé à 78 % d’eau afin de ne pas troubler la vision. Les larmes, assurent cette fonction à
l’extérieur de l’œil. La cornée est la lentille principale de l’œil et assure environ 80 % de la
réfraction des rayons lumineux.
L’iris est un muscle circulaire qui agit comme un diaphragme. En effet la pupille (au centre
de l’iris) s’ouvre et se ferme (entre 2,5 et 7 mm) afin de modifier la quantité de lumière nécessaire
à une bonne vision. Sa couleur est déterminée par la mélanine, un pigment aussi présent dans la
peau. L'iris est bleu quand la mélanine est peu concentrée et plus foncé quand sa concentration
est plus importante.
Le cristallin est une lentille auxiliaire molle, il est constitué de fines couches superposées. Il
se déforme sous l'action du muscle ciliaire afin d’adapter la réfraction pour que l’image soit nette
quelque soit la distance de l’objet regardé.
La rétine est une couche sensible à la lumière grâce aux cellules photo-réceptrices qui la
tapissent, elle en possède deux types : les cônes et bâtonnets. Ces cellules transforment la lumière
en impulsions nerveuses menées jusqu’au cerveau par un réseau de cellules neuronales et par le
nerf optique.
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Figure 8 - Anatomie simplifiée de l'oeil
2.2. Les cellules photosensibles
Ces cellules de la rétine ont la propriété de convertir la lumière en impulsions nerveuses. Il
en existe deux types : les bâtonnets et les cônes. Nous verrons quelles sont leur particularités ainsi
que les mécanismes chimiques qui permettent la transmission de l’image au cerveau.
Figure 9 - Vue au microscope d'une coupe de rétine
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2.2.1. Les bâtonnets
Ces cellules photosensibles sont au nombre de 120 millions dans la rétine. Ces cellules nous
permettent de voir dans la pénombre en niveaux de gris grâce à leur très grand nombre et à leur
pigment, la rhodopsine 500 fois plus sensible à la lumière que la iodopsine, pigment des cônes.
De forme cylindrique, cette cellule bien particulière est composée de deux segments : l’un
qui contient le pigment photosensible et l’autre (le pied) qui contient l’extrémité synaptique qui
fait la liaison avec les cellules nerveuses.
Le pigment des bâtonnets est la rhodopsine qui grâce à un enchainement de réactions
chimiques se modifie et permet la création d’un influx nerveux. La réaction maximale de cette
protéine se situe aux alentours de 498 nm cependant la courbe d’absorption nous montre qu’elle
est sensible à une plus large game de rayonnements que la iodopsine.
Figure 10 - La molécule de rhodopsine Figure 11 - Schéma d'un bâtonnet
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2.2.2. Les cônes
Les cônes, au nombre de 5 millions, sont responsables de la vision colorée de jour grâce à la
présence d’un pigment : la iodopsine. Il existe trois sortes de cônes pour les trois couleurs
primaires RVB Rouge Vert Bleu (aussi utilisées dans les écrans numériques) :
Les cônes S (pour Short-wavelength, courte longueur d’onde en anglais) contiennent une
version de la iodopsine qui a une réaction maximale pour une lumière dont la longueur d’onde
avoisine les 420 nm ce qui correspond au bleu.
Les cônes M (pour Medium-wavelength, moyenne longueur d’onde en anglais) contiennent
une version de la iodopsine qui a une réaction maximale à une lumière dont la longueur d’onde
avoisine les 534 nm ce qui correspond au vert.
Les cônes L (pour Large-wavelength, grande longueur d’onde en anglais) contiennent une
version de la iodopsine qui a une réaction maximale à une lumière dont la longueur d’onde
avoisine les 564 nm ce qui correspond au rouge.
Figure 12 – Schéma d’un cône | Figure 13 - Réaction des pigments des cellules photosensibles de la rétine en fonction de la
longueur d'onde
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2.3. La photoréception et le message nerveux
2.3.1. La iodopsine
La vision des couleurs faisant intervenir les cônes, on étudiera les processus qui s’y déroulent et
non ceux se déroulant dans les bâtonnets. Bien que les réactions soient similaires, les pigments
diffèrent.
La vision des couleurs au niveau des cônes est permise avant tout par une molécule : la
iodopsine. Comme présentée sur le schéma ci-dessus (Figure 12 – Schéma d’un cône), elle se
trouve imbriquée dans la membrane repliée de la partie supérieure du cône. Cette molécule est en
fait l’union de deux molécules : le rétinal et l’opsine.
Le rétinal (formule chimique C6H27CHO), dérivé de la vitamine A est à la source du
phénomène de vision, en effet, il subit le processus de photo-isomérisation que nous verrons en
détail plus loin. Cette isomérisation entraînera les réactions en cascade aboutissant à la vision. Le
rétinal est aussi bien présent dans les cônes que les bâtonnets à l’inverse de l’autre partie de la
molécule qui diffère en fonction du type de cellule.
L’opsine est la seconde partie de la iodopsine. C’est une protéine qui est propre à chaque
type de cône. Le premier tableau synthétise le nombre d’acides aminés de l’opsine pour chaque
type de cône. Le deuxième présente les différences dans les compositions en acides aminés des
trois iodopsines.
Cone S Cone M Cone L
Composition de 348 acides 364 acides 364 acides
la iodopsine aminés aminés aminés
Différences de composition entre les cônes S et M 60 %
Différences de composition entre les cônes M et L 4%
Différences de composition entre les cônes S et L 64 %
Les différentes iodopsines ont des compositions en acides aminés reflètent le graphique de
la courbe de réaction (Figure13 ) .L’absorption des rayonnements de certaines longueurs d’onde est
donc définie par la protéine et l’enchainement de ses acides aminés. Il a été démontré par
expérience qu’après modification de l’enchainement, la protéine réagit à d’autres longueurs
d’ondes.
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2.3.2. La photoisomérisation et la transduction
Nous avons vu précédemment que la iodopsine est constituée de deux molécules (le rétinal
et l’opsine). Le processus de photoisomérisation est la ‘‘transformation de la forme’’ de la
molécule de rétinal sous l’action d’un photon. Dans le cas présent, le rétinal se transforme par
rotation d’une partie de la molécule autour de la liaison double 11=12.
Figure 14 - Photoisomérisation de la molécule de rétinal
Cette modification ‘‘géométrique’’ de la molécule entraine la dissociation de l’opsine et du
rétinal. Du fait de la forme linéaire (forme tout-trans-rétinal), le rétinal ne ‘‘retient’’ plus l’opsine.
C’est la décomposition du pigment. Ainsi l’opsine libérée du rétinal peut entrainer une suite de
réactions biochimiques complexes aboutissant à la création d’un message nerveux : la
transduction.Les différents types de cônes se définissent à ce niveau, en effet, chaque type de
iodopsine réagit différemment à la lumière produisant ou non l’enchainement des réactions
biochimiques.La première étape du processus de vision est donc une réaction photon-matière.
La transduction est la suite des réactions chimiques qui font le lien entre la
photoisomérisation vue précédemment et le message nerveux. Ce procédé fait appel à des notions
de biochimie extrêmement complexes c’est pourquoi nous aurons une approche très simplifiée.
A la suite de la photoisomérisation et la libération de l’opsine, la cellule à son potentiel
électrique qui augmente fortement (-40 à -80 mV), c’est l’hyperpolarisation. Ainsi, les cônes
transforment un rayonnement photonique en un message nerveux.
2.3.3. Le message nerveux
Nous avons vu que le cône possède une extrémité synaptique
le rendant compatible avec les cellules nerveuses qui se
transmettront le message nerveux.
Les cellules qui font l’intermédiaire entre les cônes et les
bâtonnets ont pour but de réduire le nombre de terminaisons
nerveuses nécessaires pour transmettre les signaux jusqu’au cerveau
mais tout en conservant une très bonne image.
Figure 15 - Schéma des cellules de
la rétine
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3. Le daltonisme
Le daltonisme est une anomalie génétique qui modifie la perception de la couleur par l’œil.
Concrètement, les sujets atteints ne perçoivent pas les différences de couleurs dans la plupart des
cas. Cependant, certains types d’anomalie affectent toutes les couleurs d’où une vision en nuances
de gris.
Le daltonisme est une forme particulière de dyschromatopsie génétique et à l’heure
actuelle incurable chez l’Homme. Cette anomalie est totalement différente des troubles de la
vision des couleurs dus à des maladies comme le diabète ou la DMLA (Dégénérescence Maculaire
Liée à l’Age)
Nous verrons comment le daltonisme modifie la perception des couleurs au niveau des
cônes puis quelle est l’explication génétique à ce phénomène ainsi que les tests d’identification de
la maladie.
3.1. Dépistage et test d’Ichihara
Le daltonisme est dans la plupart des cas décelé dès la petite enfance lors de
l’apprentissage des couleurs quand des confusions récurrentes des couleurs sont remarquées. Il
existe cependant différents tests qui permettent de mieux définir le type de daltonisme. Le plus
courrant et le plus utilisé a été inventé par Shinobu Ishihara (1879-1963 professeur à l’université
de Tokyo) en 1917.
Le test se compose de trente-huit planches sur lesquelles est imprimé un cercle constitué
de points de différentes tailles et de différentes couleurs. A l’interieur de ce cercle, un chiffre est
représenté par des points d’une couleur qui est différente de la couleur de fond. Lorsqu’un
daltonien regarde la planche-test révélant son anomalie, il ne distinguera pas les points qui
forment le nombre de ceux qui composent le fond du cercle. Pour les enfants, il existe des
planches avec des animaux au lieu des nombres.
Figure 16 - Une planche du test d'Ishihara où un individu non daltonien voit le chiffre 2
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3.2. Une dégénérescence au niveau des cônes
Comme nous l’avons vu précédemment, les cônes sont à l’origine de la perception des
couleurs. Au nombre de trois, les types de cônes contiennent chacun un type de iodopsine
réagissant à une couleur précise. Le daltonisme est une anomalie de cette molécule qui la rend soit
inactive soit qui modifie la couleur pour laquelle elle réagit.
Les noms donnés aux différents types de daltonismes sont répertoriés dans ce tableau :
Dichromatie Trichromatie anormale
Cône L - Rouge Protanopie Protanomalie
Cône M - Vert Deutéranopie Deutéranomalie
Cône S - Bleu Tritanopie Tritanomalie
Les courbes d’absorption du schéma ci contre nous
montre l’absence de pigment dans les deux premiers cas
(protanopie et deutéranopie) et la modification de la
courbe d’absorption du pigment dans les deux derniers
graphiques (protanomalie et deutéranomalie). La
modification du cône S (bleu) n’est pas représentée ici car
elle est extrêmement rare.
Figure 17 - Absorbance relative des couleurs
par diiférents types de cônes anormaux
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3.3. Une anomalie génétique
3.3.1. Mutation des gènes
La molécule de iodopsine étant une protéine, elle est synthétisée à partir de l’information
génétique, qui, si elle est erronée, ne confère pas à la protéine sa structure classique et la rend
inactive ou la modifie. Les iodopsines L et M sont produites à partir des gènes situées l’un derrière
l’autre sur le chromosome X alors que la iodopsine S est produite à partir gène située sur le
chromosome 7.
L’anomalie pour les iodopsines L et M intervient lors de la méiose. Les deux gènes peuvent
se recombiner partiellement entre eux (par crossing-over : enjambement ) entraînant une
modification de l’information génétique pour le codage des iodopsines. Deux cas de modification
sont possibles:
- le crossing-over intergénique : un gène entier est absent de l’un des chromosomes
tandis que l’autre chromosome contient le gène en double exemplaire.
- le crossing-over intragénique : Une partie de chaque gène (exon) est transférée dans
l’autre produisant ainsi des gènes hybrides sur les deux chromosomes.
Figure 18 - crossing-over intragénique Figure 19 - Crossing-over intergénique
L’anomalie pour les iodopsines S intervient lors de la méiose. Situé sur le chromosome 7, le
gène est nettement moins sujet à la mutation c’est pourquoi la tritanopie et la tritanomalie sont
bien plus rares.
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3.3.2. Hérédité de l’anomalie
Nous allons étudier la transmission du daltonisme affectant le rouge et/ou le vert . Les
gènes codant pour la iodopsine M (vert) et L (rouge) sont situés sur le chromosome X.
Il est important de préciser que le gène responsable du daltonisme est récessif, c'est-à-dire
que s’il existe en un autre allèle sain, l’allèle défaillant ne s’exprimera pas donc l’individu ne sera
pas atteint mais pourra transmettre le gène anormal. Nous allons voir les différentes possibilités de
combinaisons :
Chromosomes Expression du gène au niveau du phénotype
sexuel
Homme XnY non daltonien (1 chromosome X sain)
Homme XaY daltonien (1 chromosome X anormal, l’individu est porteur)
Femme XnXn non daltonienne (2 chromosomes X normaux)
Femme XaXa daltonienne (2 chromosomes X anormaux, l’individu est porteur)
Femme XaXn non daltonienne (1 chromosome X anormal 1 chromosome X normal,
l’individu est porteur)
Xn : Chromosome X normal
Xa : Chromosome X anormal
Y : Chromosome Y (pas d’influence)
Les femmes ayant deux chromosomes X, elles doivent recevoir deux chromosomes
anormaux pour que l’anomalie s’exprime ce qui est rare. C’est pourquoi seulement 0,443 % des
femmes sont atteintes par cette anomalie contre 8,005 % des hommes.
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3.3.3. Le traitement génique
Depuis que le daltonisme a été découvert en 1794 par John Dalton, aucun traitement de
cette maladie n’a été mis au point. Mais en 2009, des scientifiques, du laboratoire Jay et Maureen
Neitz ont réussi à donner à des singes écureuils la vision du rouge alors que ces singes ne le voient
pas naturellement. Ces chercheurs de l’université de Washington ont injecté dans la rétine de deux
singes mâles le gène humain du photorécepteur responsable de la sensibilité au rouge, et, le temps
nécessaire pour que ces nouveaux récepteurs apparaissent, c’est à dire cinq mois, les deux singes
nommés Sam et Dalton se sont mis à reconnaître toutes les couleurs de l’arc en ciel. Les
chercheurs prévoient prochainement de tester cette thérapie génétique sur des humains et
espèrent que dans quelques années elle pourra soigner tous les daltoniens.
Figure 20 - Quatre photos montrant un singe écureuil pendant un test sur la vision des couleurs ; ce test est basé sur le
principe de la récompense, dès que le singe touche la zone coloré du test pour daltonien (qu’il ne verrait pas si le traitement
ère nd
ne marchait pas) il reçoit une friandise, ;1 image : le singe repère la zone coloré, 2 image : le singe se rapproche de l’image
ème ème
, 3 image : le singe touche la zone coloré, 4 image : le singe est récompensé par une friandise.
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Conclusion
La thérapie génique donne bon espoir aux daltoniens cueilleurs
de fraises. Cependant, la notion de couleur outre son aspect d’onde
aux propriétés physiques particulières n’est qu’un code et il y a bien
des ondes que l’œil humain n’est pas capable de percevoir comme par
exemple l’ultra-violet qui est perçu par l’abeille.
Cette anomalie ne constitue pas un handicap et n’a pas
d’incidence sur la vie, il y a cependant quelques professions pour
lesquelles le daltonisme est incompatible comme dans le domaine de
l’aéronautique par exemple.
En Italie, on a constaté que la population du littoral était bien
plus affectée par le daltonisme que ne le sont les habitants à l’intérieur
des terres. Ce daltonisme touchant la perception du vert ou du rouge,
est compensé par une meilleure acuité dans les bleus. L’hypothèse a
été émise que cette capacité à mieux discerner les différents bleus
permet de mieux repérer le poisson, c’est pourquoi le daltonisme se
serait plus développé sur les côtes, peuplées de pécheurs.
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Lexique
Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une
modification des propriétés physiques. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.
L'électromagnétisme est la branche de la physique qui étudie le champ électromagnétique
et son interaction avec les particules qui ont une charge électrique.
La longueur d’onde est une grandeur physique, homogène à une longueur, utilisée pour
caractériser des phénomènes périodiques.
Un rayonnement électromagnétique désigne une modification des champs électrique et
magnétique.
Une lumière polychromatique est composée d'un ensemble de lumières
monochromatiques, c’est-à-dire d'un ensemble d'ondes électromagnétiques de longueurs
différentes.
Une lumière monochromatique (du grec mono-, un seul et chromos, couleur) n'est formée
que d'une longueur d’onde et qui représente une bande très étroite de fréquence au niveau de son
spectre.
Une couleur primaire ou élémentaire est une couleur dont le mélange avec ses
homologues permet de reproduire une grande palette de couleurs — théoriquement l'ensemble
des couleurs visible
Une thérapie génique est une stratégie thérapeutique qui consiste à faire pénétrer des
gènes dans les cellules d'un individu pour traiter une maladie.
Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse
d'une chaîne de polypeptides ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel
La rétine est l'organe sensible de la vision. C’est une mince membrane formée de plusieurs
couches successives. D'environ 0,5 mm d'épaisseur elle couvre environ 75 % de la face interne du
globe oculaire.
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Travaux Personnels Encadrés | Le daltonisme et la vision des couleurs | Année 2010 – 2011
Table des illustrations
Figure 1 - Schéma représentant une onde EM ........................................................... 3
Figure 2 - Schéma mettant en évidence les longueurs d’ondes du visible des ondes
électromagnétiques ............................................................................................................... 4
Figure 3 - Tableau montrant les couleurs en fonction des longueurs d’ondes (0,430
μm = 430 nm) ......................................................................................................................... 4
Figure 4 - Schéma représentant la décomposition de la lumière blanche par un
prisme .................................................................................................................................... 5
Figure 5 - Schémas mettant en évidence la synthèse additive des couleurs ............... 6
Figure 6 - Synthèse additive des couleurs................................................................... 6
Figure 7 - Schémas représentant la capacité d’absorption d’une même pomme ; les
flèches de gauches représentent les rayons incidents et les flèches de droite les rayons
réfléchis ................................................................................................................................. 7
Figure 8 - Anatomie simplifiée de l'oeil ...................................................................... 9
Figure 9 - Vue au microscope d'une coupe de rétine.................................................. 9
Figure 10 - La molécule de rhodopsine Figure 11 - Schéma
d'un bâtonnet ...................................................................................................................... 10
Figure 12 – Schéma d’un cône | Figure 13 - Réaction des pigments des cellules
photosensibles de la rétine en fonction de la longueur d'onde ............................................ 11
Figure 16 - Photoisomérisation de la molécule de rétinal ........................................ 13
Figure 17 - Schéma des cellules de la rétine ............................................................. 13
Figure 18 - Absorbance relative des couleurs par diiférents types de cônes
anormaux ............................................................................................................................. 15
Figure 19 - crossing-over intragénique Figure 20 - Crossing-over
intergénique ........................................................................................................................ 16
Figure 21 - Quatre photos montrant un singe écureuil pendant un test sur la vision
des couleurs ......................................................................................................................... 18
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Bibliographie
Ouvrages :
- Dossier Pour La Science HS n° 27 « La couleur »
- Pour La Science n°247 « Les peintres et la vision des couleurs »
Sites internet :
- http://www1.alliancefr.com/une-therapie-genique-contre-le-daltonisme-
news410,106,8331.html
- http://www.bonjour-docteur.com/actualite-sante–205.asp?1=1&idbloc=Tout
- http://www.merione.net/templates/akomojo/categories/damien/daltonisme/daltonis
me.htm
- http://www.vbfrance.com/code.aspx?ID=19813
- http://www.modulogriffon.com/catalogue/Documents/bio_chap.12.pdf
- http://acces.inrp.fr/acces/ressources/neurosciences/vision/de_visu/soutien_scientifiqu
e_devisu/
- http://fr.wikipedia.org/wiki/Daltonisme
- http://ophtasurf.free.fr/loeil.htm#muscles
- http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/medecine-1/d/loeil-la-vision-au-dela-de-la-
vision_667/c3/221/p4/
- http://tecfa.unige.ch/~scherly/STAF13/Cones_batonnets.html
- http://fr.wikipedia.org/wiki/B%C3%A2tonnet
- http://www.greyc.ensicaen.fr/~luc/ENSEIGNEMENT/COURS/TR_IMG/node26.html#diss
o_rhodopsine
- http://www.lefigaro.fr/sante/2009/09/18/01004-20090918ARTFIG00019-le-
daltonisme-gueri-par-therapie-genique-chez-le-singe-.php
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