CORRIGE DU DS 5 du 21/01/2012 : De l`état indifférencié à l`état
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CORRIGE DU DS 5 du 21/01/2012 : De l’état indifférencié à l’état différencié au cours du développement des organismes pluricellulaires Introduction : Le développement des organismes débute à partir d’une seule cellule et se termine dans le cas des individus pluricellulaires par un organisme structuré en différents appareils assurant un fonctionnement harmonieux. Ce développement se scinde en deux grandes étapes, d’une part le développement embryonnaire au cours duquel se met en place le plan d’organisation de l’individu et qui est caractérisé par des phénomènes qualitatifs dont la différenciation cellulaire et quantitatifs ; la croissance. A l’éclosion ou germination, le développement post embryonnaire prend le relais. Selon les espèces, il est accompagné de phénomènes de différenciations cellulaires, mais est en général surtout caractérisé par des processus de croissance. Quels sont les processus cellulaires de ces différentes étapes ? Après avoir défini l’état indifférencié, on s’intéressera au passage à l’état différencié. Ces mécanismes cellulaires sont contrôlés selon différents processus. I L’ETAT INDIFFERENCIE 1/ La notion de totipotence - Les blastomères isolés de la première division de segmentation des Amphibiens donnent naissance à un individu totalement constitué. - Le bouturage montre qu’une partir d’un individu peut être reconstitué ð Une cellule indifférenciée ou totipotente peut disposer de l’ensemble de son matériel génétique pour reconstituer tout ou partie d’un individu pluricellulaire 2/ Les propriétés des cellules indifférenciées - aspect structural : ce sont des cellules en général de petites tailles, dont la forme et le contenu sont peu remarquable et qui ont un rapport nucléoplasmique élevé. Le cas de la cellule méristématique peut servir d’illustration - Division cellulaire : elles sont fréquentes et souvent orientées : cas des divisions péricline, anticline des végétaux, cas de l’orientation des divisions au début de la segmentation - Localisation : les cellules indifférenciés s’observent à toutes les étapes du développement : au tout début du DE / dans les méristèmes du DPE des Angiospermes / diffuses dans le cas du DPE de la Grenouille. ð Les cellules indifférenciées n’ont pas de fonction spéciale, mais présentent une aptitude à la division cellulaire. II LE PASSAGE A L’ETAT DIFFERENCIE 1/ Notion de cellules déterminées - Mise en évidence : carte des territoires présomptifs - Mécanismes d’induction du mésoblaste ð Une cellule déterminée, bien que ne présentant pas de relation structure/ fonction, évolue vers une destinée précise. Ce caractère ne peut être illustré chez les Végétaux, puisque le DE n’est pas étudié. Le passage à l’état déterminé est espacé dans le temps, mais pas dans l’espace, il se fait au même endroit, à la place des cellules indifférenciées. 2/ Les mouvements cellulaires - Cas des divisions : surtout chez les Végétaux, les divisions cellulaires entraînent l’éloignement des cellules de la zone méristématique. Ce sont des phénomènes espacés dans le temps et l’espace : les 2 populations de cellules coexistent : notion de mérèse et d’auxèse (sans développer ces notions pour l’instant) - Mobilité des cellules : illustrations à partir du DE de la Grenouille : mobilité due aux propriétés des molécules d’adhérence 3/ Les phénomènes de grandissement cellulaire - Arrêt des divisions / grandissement cellulaire - Exemple de différenciation : xylème chez Végétaux / os ou muscle chez animaux - L’état différencié est souvent irréversible, sauf cas particulier de la dédifférenciation (ne pas développer) ð La différenciation est l’acquisition d’une seule structure et d’une seule fonction III LE CONTROLE DU PASSAGE A L’ETAT DIFFERENCIE 1/ Au cours du développement embryonnaire des animaux - Mise en place des feuillets : induction mésoblaste si pas fait avant / Spemann - Structuration du mésoblaste : notion de gènes homéotique 2/ Au cours du développement post embryonnaire - Cas des végétaux : gènes du développement avec maintien de l’état méristématique - Cas des animaux : le contrôle de la métamorphose peut être évoqué. La communication cellulaire vue précédemment passe aux propriétés d’une communication hormonale. Conclusion : La différenciation cellulaire s’accomplit au cours du développement embryonnaire, mais aussi au cours du développement post embryonnaire. Sous un contrôle principalement génétique, la cellule indifférenciée entre dans un processus de différenciation. La communication cellulaire avec les cellules environnantes assure le bon positionnement de l’organe à venir. Ainsi, l’unité des organismes n’est que la résultante de nombreuses différenciations cellulaires : chaque cellule au sein de son tissu, de son organe, de son appareil, apporte sa part de fonctionnement.
