COURS N°1 - MÉIOSE SPERMATO OVOGENÈSE (15.p) Flashcards
➤A. Définitions – généralités.
> Définition de la méiose ?
☒ La méiose intervient dans la formation des gamètes mâles, les spermatozoïdes et des gamètes femelles, les ovules.
☒ Mécanisme régulateur, préalable à la fécondation: réduction de moitié du nombre de chromosomes à partir de cellules diploïdes à 2n chromosomes permettant la production de cellules haploïdes à n chromosomes.
- Double division: 2 divisions cellulaires successives sans duplication du matériel génétique (pas de phase S) entre la 1ère et la 2ème division afin d’aboutir à un seul lot de chromosomes.
- Les 2 divisions ne sont pas équivalentes.
☒ Affecte les cellules de la lignée germinale.
☒ A lieu dans les gonades.
➤B. 1ère division de méiose ou division réductionnelle.
☒ Permet la réduction du nombre de chromosomes de 2n à n chromosomes.
☒ Chaque chromosome est composé de 2 chromatides sœurs.
◆ a - La prophase 1.
☒ Longue 1ère phase.
☒ Mécanismes d’appariement des chromosomes, ce qui contribue à diversité génétique. Obtention de gamètes avec des informations génétiques différentes de la cellule d’origine.
☒ Ces mécanismes d’appariement permettant plusieurs phénomènes biologiques telle que la diversité des espèces.
☒ 5 stades dont les noms correspondent à l’apparence des chromosomes.
➢ Les 5 stades de la prophase 1.
> Leptotène. > Zygotène. > Pachytène. > Diplotène. > Diacinèse.
➢ Les 5 stades de la prophase 1.
> 1 - Leptotène ?
> Leptotène.
☒ Filaments fin.
☒ Chromosomes relativement peu condensés qui commencent à être visibles.
☒ Apparition des zones de spiralisation: croissante durant toute la durée du leptotène. La taille et la position de ces zones sont identiques pour les paires de chromosomes homologues.
☒ Chromosomes fixés par une extrémité sur l’enveloppe nucléaire.
➢ Les 5 stades de la prophase 1.
> 2 - Zygotène ?
> Zygotène.
☒ Filaments torsadés.
☒ Condensation et raccourcissement des chromosomes
☒ Synapsis = Appariement du côté de l’enveloppe nucléaire des chromatides des deux chromosomes homologues par le complexe synaptonémal:
- C’est un complexe protéique, différent des protéines histones, présent sur toute la longueur des chromosomes homologues.
- Ressemble à une «fermeture éclair».
- Si utilisation d’inhibiteur de la synthèse protéique: pas de complexe synaptonémal formé.
☒ Pas de sites spécifiques d’appariement des chromosomes.
☒ Chaque paire de chromosomes homologues s’individualise pour former les chromosomes bivalents.
➢ Les 5 stades de la prophase 1.
> 3 - Pachytène ?
> Pachytène.
☒ Filaments épais.
☒ Stade relativement long par rapport aux autres stades.
☒ Poursuite de la condensation et du raccourcissement des chromosomes.
☒ Aspect de bâtonnet pour les chromosomes les plus long et de points pour les plus courts.
☒ Les 2 chromatides sœurs de chaque chromosome sont visibles.
☒ Début des échanges de fragments d’ADN ou crossing-over (=enjambement) entre chromatides de chromosomes homologues.
➢ Les 5 stades de la prophase 1.
> 4 - Diplotène ?
> Diplotène.
☒ Filaments doubles.
☒ Séparation de spaires des chromosomes homologues en 4 chromatides avec disparition des complexes synaptonémaux.
☒ Les chromatides des chromosomes homologues restent attachées en un ou plusieurs points appelés chiasmas, zone de crossing-over.
☒ Poursuite de la spiralisation et du raccourcissement des chromosomes.
☒ Le diplotène est une phase de durée variable:
- Cas de l’ovogenèse, chez la femme: l’ovocyte I se bloque à ce stade. Blocage qui débute au 5ème mois de la vie fœtale jusqu’à la puberté (environ 12 ans) pour les premiers ovocytes maturés et pondus et jusqu’à la ménopause pour les derniers ovocytes pondus. La reprise de la méiose est consécutive à une stimulation hormonale.
- Cas de la spermatogenèse, chez l’homme: Ce stade dure quelques minutes.
- Amphibien: stade qui peut durer 3 ans entre le stade ovocyte et la ponte.
➢ Les 5 stades de la prophase 1.
> 5 - Diacinèse ?
> Diacinèse.
☒ Séparation.
☒ Degré de condensation et raccourcissement maximaux des chromosomes: état stable.
☒ Migration des chromosomes vers la périphérie du noyau.
☒ Terminalisation = déplacement des chiasmas aux extrémités des chromosomes.
☒ Rupture de l’enveloppe nucléaire qui permettra la fixation des paires de bivalents au fuseau de division constitué de microtubules.
◆ b – La métaphase 1.
◆ b – La métaphase 1.
☒ Formation d’un fuseau de division.
☒ Séparation des chromosomes en 2 lots: 1 chromosome de chaque bivalent partira dans une cellule, l’autre bivalent partira dans l’autre cellule.
☒ Les chromosomes sont attachés aux microtubules.
☒ Les kinétochrores des 2 chromatides sœurs sont orientés du même côté pour un même chromosome.
☒ Les échanges de matériel génétiques permettent l’obtention de 4 chromatides différentes donc donnera à 4 cellules avec des informations génétiques différentes.
◆ c – L’anaphase 1.
◆ c – L’anaphase 1.
☒ Les chiasmas achèvent leur terminalisation pour une séparation totale des chromosomes bivalents.
☒ Les chromatides se désolidarisent pour migrer vers les centrosomes localisés aux deux pôles de la cellule.
☒ La cellule est encore à 2n chromosomes (diploïde) et à 2 chromatides.
◆ d – La télophase 1.
◆ d – La télophase 1.
☒ Séparation des 2 cellules filles = intercinèse ou cytocinèse.
☒ Reconstitution des enveloppes nucléaires autour du matériel génétique.
☒ Réapparition du nucléole dans certaines espéces.
☒ Chaque cellule fille est à n chromosomes et 2 chromatides sœurs ou 2 molécules d’ADN.
☒ Désorganisation et disparition du fuseau de division.
◆ e – Le bilan de la méiose 1.
◆ e – Le bilan de la méiose 1.
☒ 2 Cellules filles haploïdes à n chromosome.
☒ Chaque chromosome à 2 chromatides sœurs soit 2 quantité d’ADN.
☒ Les 4 chromatides sont différentes dues aux crossing-over.
☒ Les chromosomes de chaque paire se retrouvent dans des cellules différentes.
➤C – L’interphase.
➤C – L’interphase.
☒ Phase relativement courte voire inexistante selon les espèces.
☒ Passage possible de la télophase 1 à la prophase 2 voire à la métaphase 2.
➤D – La 2ème division de méiose ou division équationnelle.
➤D – La 2ème division de méiose ou division équationnelle.
☒ Phase relativement rapide dans certaines espèces. Chez certains végétaux, la télophase 1, interphase et prophase 2 sont confondues.
☒ La méiose équationnelle consiste en une simple mitose, à la différence près du nombre de chromosomes qui est de n.
☒ Passage de 2 cellules mères à n chromosomes à 2 chromatides à 4 cellules filles à n chromosomes et 1 chromatides par chromosome.
◆ a - La prophase 2.
◆ a - La prophase 2.
☒ Disparition de l’enveloppe nucléaire si elle avait été reformée.
☒ Reconstitution de fuseau de division qui s’organise pour chaque noyau dans chacune des cellules filles.
◆ b- La métaphase 2.
◆ b- La métaphase 2.
☒ Les «demi-bivalents» migrent vers la plaque équatoriale, au milieu de la cellule, grâce à un jeu de mobilité du cytosquelette, les microtubules.
☒ Quand tous les «demi-bivalents» sont alignés sur la plaque équatoriale, passage à l’anaphase 2.
◆ c – L’anaphase 2.
◆ c – L’anaphase 2.
☒ Raccourcissement des microtubules kinétochoriens liés aux chromatides:
- Rapprochement des chromatides vers les pôles cellulaires.
- Orientation de chacun des «demi-bivalents» vers les pôles de la cellules.
◆ d – La télophase 2.
◆ d – La télophase 2.
☒ Chaque chromosome est scindé longitudinalement en deux chromatides.
☒ Division au niveau de la région centrale.
☒ Cytodierèse: séparation des 4 cellules filles.
☒ Reconstitution des enveloppes nucléaires.
◆ e – Le bilan de la méiose 2.
◆ e – Le bilan de la méiose 2.
☒ 4 cellules haploïdes à n chromosome.
☒ Chaque chromosome à 1 chromatides.
☒ Répartition aléatoire des 4 chromatides des chromosomes bivalents dans les noyaux des 4 cellules filles: suite aux crossing-over et à la migration des chromatides aux pôles.
> Définition SPERMATOGENÈSE ?
➤ A – Définition.
☒ C’est l’ensemble des phénomènes qui à partir de cellules souches diploïdes à 2n chromosomes, les spermatogonies, permettent la formation des spermatozoïdes (gamète mâle haploïde à n chromosomes).
☒ Elle débute à la puberté, atteint un maximum à 20-30 ans puis ralentie vers 40 ans mais se poursuit jusqu’à un âge avancé et peut ne jamais s’arrêter.
☒ C’est un processus lent et continu qui se déroule par vagues/poussées successives hormonales (étude par marquage radioactif).
☒ Elle dure 74 jours.
☒ Elle se déroule dans la paroi des tubes séminifères des testicules.
☒ Elle a une origine embryonnaire, chez les individus mâles XY: transformation des gonades indifférenciées en testicules dès la 7ème semaine de la vie intra-utérine avec apparition des cordons testiculaires qui comprennent 2 types de cellules:
- Des petites cellules mésenchymateuse à l’origine des cellules de Sertoli qui sont des cellules somatiques.
- des grosses cellules à l’origine des gonocytes primordiaux qui sont des cellules germinales.
➤B – Localisation et régulation de la spermatogenèse.
◆ a – La testicule. (voir schéma cours)
◆ b – Les tubes séminifères.
➤B – Localisation et régulation de la spermatogenèse.
◆ a – La testicule. (voir schéma cours)
◆ a – La testicule. (voir schéma cours)
☒ L’intérieur du testicule mature est cloisonné, segmenté en lobules, 200 à 300 lobules/testicule.
☒ Les lobules contiennent les tubes séminifères (2 à 3) qui sont des tubes contournés de 30 à 150 cm de long pour un diamètre de 150 à 300 microns.
☒ Les tubes contournés confluent vers les tubes droits.
☒ Les tubes droits se terminent au niveau du rete testis qui est en communication avec les canaux efférents.
☒ L’épididyme est composé d’une tête, d’un corps et d’une queue qui se transforme ensuite en un seul canal déférent.
➤B – Localisation et régulation de la spermatogenèse.
◆ b – Les tubes séminifères.
Coupe transversale d’un tube séminifère. (voir schéma cours).
◆ Cellules germinales.
◆ Cellules somatiques.
◆ b – Les tubes séminifères.
◆ Cellules germinales ?
◆ Cellules germinales.
☒ Cycle spermatogénétique: passage d’une spermatogonie à plusieurs spermatozoïdes mûrs.
☒ Les cellules germinales sont organisées en couches correspondantes aux différentes phases de la spermatogenèse: formation centripède (de la périphérie vers l’intérieur).
> Périphérie du tube séminifère → Centre, lumière du tube séminifère (important de voir le cours):
. Gonocytes primordiaux:
☒ Cellules les moins développées.
☒ Elles se divisent par mitose successives pendant le développement embryonnaire pour donner les spermatogonies puis s’arrêtent à la naissance et reprennent à la puberté (12-16 ans) sous une influence hormonale intense.
☒ Spermatogonie à 2n chromosome qui se divisent et entrent dans un processus de différenciation, la méiose.
☒ Spermatocytes 1.
☒ Spermatocytes 2.
☒ Spermatides qui subissent ensuite des transformations essentiellement morphologiques.
☒ Spermatozoïdes qui sont libérés dans la lumière des tubes séminifères.
◆ b – Les tubes séminifères.
◆ Cellules somatiques ?
> Cellules de Sertoli.
> Cellules Leydig.
◆ Cellules somatiques.
> Cellules de Sertoli ?
> Cellules de Sertoli.
☒ Cellules à 2n chromosomes.
☒ Aspect variable selon l’étape du cycle spermatogénétique: contours particuliers.
☒ Rôle nourricier des cellules germinales: contiennent de nombreuses inclusions sous forme de réserves lipidiques (glycogènes, sucres complexes) et des enzymes nécessaires au bon fonctionnement de la transformation des spermatogonies en spermatozoïdes.
☒ Rôle de support mécanique de la structure des tubes séminifères.
☒ Phagocytent le cytoplasme des cellules germinales mortes.
◆ Cellules somatiques.
> Cellules Leydig ?
> Cellules Leydig.
☒ Cellules glandulaires à 2n chromosomes, présentes dans les îlots entre les cordons testiculaires.
☒ Sécrètent de la testostérone sous l’action de LH (hormone lutéotrope) et de hGG (hormone chorionique).
☒ Sécrétion abondante entre les 14-18ème semaines de développement embryonnaire.
☒ Connaissance du sexe d’un bébé pendant l’échographie du 4ème mois de grossesse.
☒ Indispensable à la croissance / développement de l’appareil génital mâle (glandes, tractus, glandes annexes) et de l’apparition des caractères sexuels secondaires.
◆ b – Les tubes séminifères.
◆ Les types de communications entre les cellules.
◆ Les types de communications entre les cellules.
☒ Jonctions communicantes ou gap junctions entre 2 spermatogonies ou entre une cellule de Sertoli et une spermatogonie.
☒ Ponts cytoplasmiques qui perdurent entre les cellules filles issues de la division d’une même cellule permettant ainsi des échanges de substances.
☒ Jonctions serrées.
➤ C – Les cellules germinales.
◆ 1ère étape: Mitose.
◆ 2ème étape: Méiose: Maturation.
➤ C – Les cellules germinales.
◆ 1ère étape: Mitose ?
☒ Les spermatogonie, cellules souches diploide arrondies, sont situées en périphérie de la paroi des tubes séminifères.
☒ Il en existe deux types (Ad et Ap) car l’évolution de la lignée germinale s’effectue à partir d’une des deux cellules filles.
> Spermatogonies de type Ad.
Spermatogonies de type Ap.
Spermatogonies de type B.
➤ C – Les cellules germinales.
◆ 1ère étape: Mitose.
—-> > Spermatogonies de type Ad.
> Spermatogonies de type Ad.
☒ Chromatine sombre («dark» en anglais).
☒ Se divisent en cellules filles de type Ad: division hémiplastique (= mitose) car les cellules sont identiques à la cellule mère.
☒ Contribuent au renouvellement des cellules souches.
➤ C – Les cellules germinales.
◆ 1ère étape: Mitose.
—> > Spermatogonies de type Ap.
> Spermatogonies de type Ap.
☒ Chromatine claire.
☒ Se divisent en cellules filles de type Ap (début de différenciation): division hétéroplastique car les cellules filles sont d’aspect différent.
☒ Se multiplient par mitose successives et donnent des spermatogonies de type B.
☒ C’est la cellule de la spermatogenèse.
➤ C – Les cellules germinales.
◆ 1ère étape: Mitose.
—> > Spermatogonies de type B.
> Spermatogonies de type B.
☒ Grains de chromatines irréguliers et nucléole bien visible.
☒ Se multiplient par mitose pour donner des cellules filles (division hétéroplastique) appelées les spermatocytes 1.
Attention: Schéma intéressant à voir cours!
➤ C – Les cellules germinales.
◆ 2ème étape: Méiose: Maturation ?
> Spermatocytes 1. (I)
Spermatocytes 2. (II)
Spermatide.
➤ C – Les cellules germinales.
◆ 2ème étape: Méiose: Maturation.
—> > Spermatocytes 1. (I) ?
> Spermatocytes 1.
☒ Cellules à 2n chromosomes.
➤ C – Les cellules germinales.
◆ 2ème étape: Méiose: Maturation.
—> > Spermatocytes 2. (II) ?
> Spermatocytes 2.
☒ La 1ère division de méiose réductionnelle dure 23 jours: passage des spermatocytes 1 à des spermatocytes 2.
☒ Cellules à n chromosomes à 2 chromatides.
➤ C – Les cellules germinales.
◆ 2ème étape: Méiose: Maturation.
—> > Spermatide ?
> Spermatide.
☒ La 2ème division de méiose équationnelle dure 1 jour: passage des spermatocytes 2 à des spermatides.
☒ Séparation des chromatides.
☒ Cellule à n chromosome à 1 chromatide (haploïde).
Attention: Schéma intéressant à voir cours!
➤ D – La spermiogenèse ?
➤ D – La spermiogenèse.
☒ Transformation d’une spermatide, cellule ronde en spermatozoïde, cellule à morphologie particulière.
☒ La spermiogénèse dure 23 jours.
☒ Débute par la dissociation progressive des spermatides aux cellules de Sertoli. Le détachement complet aura lieu quand la spermatozoïde sera mûr.
☒ 3 grandes modifications morphologiques des spermatides au niveau du cytoplasme et du noyau:
- Condensation de l’ADN.
- Apparition d’un flagelle, nécessaire au déplacement du spermatozoïde.
- Formation de l’acrosome.
