La disomie uniparentale (UPD) se produit lorsqu’un enfant hérite de 2 copies d’un chromosome d’un parent et d’aucune copie de ce chromosome de l’autre parent. Cette erreur de division se produit lors de la formation des ovules ou des spermatozoïdes (méiose). Lorsqu’une erreur provoquant une UPD se produit au cours de la méiose I, les deux homologues chromosomiques d’un même parent sont transmis, ce qui entraîne une hétérodisomie. Lorsque l’erreur à l’origine d’une UPD survient au cours de la méiose II ou en tant qu’événement postzygotique, et qu’un seul homologue parental est transmis en double à la descendance, il en résulte une isodisomie. Les événements de recombinaison méiotique dans le contexte d’une UPD entraînent souvent un mélange d’hétérodisomie et d’isodisomie. L’UPD peut concerner un chromosome entier ou seulement un segment. Le mosaïcisme pour UPD se produit également en combinaison avec des lignées cellulaires normales ou anormales sur le plan chromosomique.
Lorsque UPD se produit, le déséquilibre de l’information génétique maternelle par rapport à l’information génétique paternelle pour le chromosome impliqué peut être associé à des symptômes cliniques chez l’enfant affecté. Cependant, l’UPD ne donne pas toujours lieu à un phénotype clinique anormal. En effet, alors que l’isodisomie peut entraîner une maladie due à un allèle récessif à n’importe quel endroit, l’hétérodisomie ne devrait pas donner lieu à un phénotype clinique anormal, à moins que le chromosome ou le segment chromosomique concerné ne contienne des gènes imprimés. Les gènes imprimés présentent une expression différentielle en fonction du parent d’origine. Les troubles qui résultent d’une UPD de gènes imprégnés ne sont pas dus à un défaut du mécanisme d’imprégnation lui-même, mais plutôt à une contribution parentale déséquilibrée d’allèles normalement imprégnés qui entraîne une expression altérée des gènes imprégnés. Par exemple, lorsque l’UPD 15 maternelle se produit (2 copies du chromosome 15 maternel au lieu d’une copie maternelle et d’une copie paternelle du chromosome 15), elle provoque le syndrome de Prader-Willi en raison de l’absence de gènes exprimés par le père au niveau du site imprimé.
L’UPD a été décrite pour de nombreux chromosomes mais pas tous. Outre les rares cas de maladie autosomique récessive qui résultent d’une isodisomie, des syndromes cliniques associés à une UPD ont été décrits pour quelques chromosomes seulement, notamment le syndrome de Russell-Silver (UPD 7), le syndrome de Prader-Willi (UPD 15), le syndrome d’Angelman (UPD 15), le diabète néonatal transitoire (UPD 6) et l’UPD du chromosome14.