Embryologie du 19 septembre

Embryologie : 1er cour.
 La Procréation sexué mise en place il y a 800 millions d’années.
-Avantages:
-procréation sexué permet plus grande rapidité d’installation des mutations
bénéfiques (mieux s’adapter aux contraintes extérieurs) à l’ensemble d’une
population.
-Reproduction sexué permet le mélange entre individus différents pour
produire de nouveau individus génétiquement différents des parents
.
- Contrainte :
-Elaboration de tout un équipement chez individu qui permet le passage entre
statut diploïde à un statut haploïde.
-Un individu diploïde est un individu qui a des chromosomes qui sont organisés par
paire. Chez individu haploïde chaque chromosome est représenté en un seul
exemplaire. Chez mammifère et autre espèces, les seules cellules haploïdes sont les
gamètes qui vont servir à la procréation .Le passage de la diploidie à l'haploïdie se fait
par la gamétogenèse : spermatogenèse chez mâle et ovogenèse chez femelle et c’est la
fécondation qui restaure diploidie chez individu. Les cellules haploïdes produites sont
les gamètes qui sont fonctionnels que si :
-la taille suffisante pour apporter les réserves nécessaires à l'embryon lors des
premiers stade du développement
-pour augmenter les chance de fécondation il faut que les gamètes soient
mobiles et nombreux;
-ll faut en terme d’énergie que le coût de fabrication reste raisonnable.
La solution est l’anisogamie : différence de taille entre les gamètes mâle et femelle.
1)Ovules : sont lourds, pas mobiles, produits en nombre faible mais qui contiennent
beaucoup de réserves nutritives qui vont servir à l’embryon préimplantatoire. La taille
d’un ovule mature est de 100 à 130 microns dans l'espèce humaine. Ce gamète
femelle contient un noyau : le pronucléus qui contient un nombre haploïde de
chromosomes. Le Cytoplasme est riche en réserves nutritives et riches en
mitochondries. L’embryon hérite des mitochondries ovocytaires (maternel).
2)Spermatozoïdes : sont des cellules mobiles qui sont nombreuses mais qui
n’apportent qu'exclusivement le matériel génétique. La plus grande partie de la cellule
est occupée par le noyau( pronucléus). La couronne de cytoplasme qui entoure noyau
ne contribue pas à la formation du zygote(embryon). Le spermatozoïde contient les
éléments nécessaires à sa mobilité et à la fécondation. A l’avant il présente structure
pour fécondation une poche enzymatique : les vésicule acrosomiales. Dans la partie
postérieure on a flagelle avec centriole qui sert pour la mobilité et des mitochondries
distribuées autour de la base du flagelle qui fournissent l’énergie nécessaire à la
mobilité du flagelle.
-La fécondation et la procréation sexué impliquent aussi dimorphisme sexuel : femelle
produit des ovules, mâle produit des spermatozoïdes.

Notions fondamentales:
Un être humain est formé de cellules somatiques (sauf les cellules germinales) qui ont
un noyau qui contient 23 paires de chromosomes donc diploides. Lorsque ces cellules
sont en métaphase, on peut observer les chromosomes et on peut aussi classer ces
chromosomes(caryotypes). Ces chromosomes sont constitués d’une molécule d’ADN
double brin formé de 2 chaînes complémentaires. Les régions des chromosomes dans
lesquelles le code est inscrit sont appelées des gènes.
Ces cellules somatiques sont diploïdes : chaque chromosome d’une même paire sont
des chromosomes homologues dont un provient du père, l’autre de la mère.
Chaque chromosome individuel est constitué avant réplication d’une molécule double
brin d’ADN donc 1 chromatide, après réplication de 2 molécules double brins d’ADN
donc 2 chromatides soeurs et sont réunies au niveau du centromère du chromosome.
Les cellules somatiques se divisent par mitoses, les cellules qui ne se divisent pas son
en G0. Quand elles entrent en cycle de division mais avant la réplication d’ADN, ce
sont des cellules en G1. Puis elles subissent une réplication d’ADN : phase S. Ensuite
la cellule est en G2 pendant laquelle les chromosomes sont dupliqués puis la cellule
entre en phase M qui contient la mitose qui est divisé en plusieurs phases :
- Prophase : condensation des chromosomes.
- Métaphase : les chromosomes s’alignent à la partie médiane de la cellule
avec leurs centromère au niveau de la plaque équatoriale et es chromatides soeurs sont
de part et d’autres de cette plaque.
- Anaphase : Clivage des centromères, séparation des chromatides soeurs et
répartition dans les cellules filles.
- Télophase : les 2 cellules filles s’individualisent.
-« n » correspond au nombre de chromosome du génome haploïde (n=23 dans l'espèce
humaine).
-La « ploïdie » concerne le nombre de copie de chaque chromosome dans noyau
cellulaire : un génome diploïde contient donc 2n chromosome dans l’espèce
humaine(2 * 23).Un génotype d’une cellule haploïde (cellule lignée
germinale)contient n chromosome donc 23 chromosomes. Le nombre de « n » se
rapporte au nombre de chromosomes et le nombre de « c » se rapporte au nombre de
chromatides(nombre de molécules d’ADN double brin). Cellule diploïde avant
réplication est une cellule 2 n 2c .Une cellule diploïde après réplication est une cellule
2 n 4 c.
-Anomalie de caryotype(trisomie 21): au lieu d’avoir 2 chromosomes de chaque
paire, l’individu a deux chromosomes de chaque paire sauf paire de 21(3
chromosomes).
-Autre anomalie: présence chez homme d’un chromosome x surnuméraire : chez cet
individu il y a 2 X et Y. Cet individu présente l’aspect d’un homme mais du fait de la
présence du chromosome X, sa spermatogenèse est altérée ou bloquée et ne produira
pas de spermatozoïdes.
-On doit parler de procréation et non de reproduction. Le terme de reproduction
correspondrait à la reproduction d’un individu génétiquement identique à son parent.
Le terme de reproduction s’appliquerait a une pratique de clonage reproductif
(création d’un individu génétiquement identique a son parent).La procréation est la
création d’un nouvel individu génétiquement différent de ces deux parents et qui
provient de la fusion de deux gamètes haploïdes. Ils fusionnent pour donner un oeuf
fécondé ou zygote. Cet oeuf fécondé se divise par mitose (mode de division qui
permet de produire 2 cellules filles génétiquement identiques à la cellule mère). Les

cellules divisées subissent de nombreux processus de différenciation cellulaire. Tout
ceci se produit au cours de la vie embryonnaire, vie fœtale puis de la croissance. Tous
ces processus aboutissent à un individu mature lui même capable de procréer. Les
gamètes sont issus de la méiose qui permet de réduire de moitié le nombre de
chromosome dans les gamètes, de passer d’un état diploïde a l'état haploïde. La
méiose est le siège d’un brassage de l'information génétique avant que l’information
génétique ne soit transmise.
-Méiose : Affecte les cellules de la lignée germinale. Cela consiste en fait en deux
divisions successives qui sont consécutives à une seule phase de réplication de
l’ADN. A partir d’une cellule diploïde 2 n on obtient 4 cellules haploïde n.
Le but de la méiose est de
- Réduire de moitié le contenu génétique(nombre de chromosome)
- Brasser l’information génétique et ensuite de transmettre cette information
génétique via le gamète à la descendance.
Les deux possibilités de divisions d’une cellule : la méiose et la mitose.
2)La mitose : une cellule diploïde 2n produit 2 cellules diploïdes 2n génétiquement
identiques entre elles et identiques à la cellule mère. Au cours de la mitose avant la
phase de réplication de l’ADN : cellules diploïdes (2n2c) car pas dupliqué leurs
chromosomes. Après réplication ,cellules toujours diploïdes 2n mais chaque
chromosome dupliqué donc cellules 2n4c. Ces deux molécules d’ADN double brin se
condensent lors de la prophase sous la forme de deux chromatides soeurs réunis au
niveau de leur centromère. Au moment de l’anaphase la répartition dans chaque
cellule fille du matériel génétique se fait après clivage des centromères conduisant à la
formation de deux cellules diploïdes 2n2c.Ces cellules sont génétiquement identique
entre elles et à la cellule mère.
1)La méiose : affecte que les cellules de la lignée germinale alors que la mitose
affecte les cellules somatiques. Il y a des divisions mitotiques au début de la
différenciation germinale : dans la cellule préméiotique, les cellules se divisent
d'abord par mitose. Méiose consiste en deux divisions noyaux qui surviennent après
une seule phase S. La méiose permet a une cellule diploïde 2n de produire quatre
cellules haploïdes n. Ces 4 cellules haploïdes n sont chacune génétiquement
différentes entre elles et à la cellule mère.
Au cours de la méiose les cellules germinales sont diploïdes 2n2c. Immédiatement
avant la méiose, la réplication de l’ADN permet d'obtenir des cellules diploïdes dont
chromosomes dupliqués(2n4c).Ces cellules s’engagent dans la première division
méiotique mais avant de se séparer les chromosomes vont échanger du matériel
génétique et cela durant une longue période(prophase de la méiose).
-Prophase : chromosomes homologues s’apparient entre eux et échangent du
matériel chromosomique par les recombinaisons homologues qu’on appelle le
crossing over qui permet de mélanger le matériel génétique qui provient du
chromosome paternel et du chromosome maternel. Une paire de chromosome
homologue contient toujours un chromosome qui vient du père et un chromosome qui
vient de la mère mais au moment de la méiose, le matériel chromosomique paternel se
mélange avec matériel chromosomique maternel ce qui fait que l’individu qui peut
résulter de la fécondation des gamètes va être le résultat d’un mélange de matériel
génétique qui provient de ses quatre grand parents.

-Métaphase de la première division de méiose : A ce stade les chromosomes
homologues sont encore attaché au niveau des zones d'échanges des chromosomes
homologues = chiasma. Ces chiasmas se disposent sur la plaque équatoriale de la
cellule et les chromosomes homologues se repartissent de part et d’autre de la plaque
équatoriale.
-Anaphase : les chiasmas se rompent et les chromosomes homologues sont
répartient de manières équitables mais aléatoires ente les deux cellules filles : c’est la
ségrégation aléatoire. Chaque cellule fille issue de la première division méiotique
reçoit un chromosome de chaque paire. Cette cellule est particulière car elle est
haploïde et chacun de ses chromosomes est dupliqué (donc n2c).
-La 2ème division méiotique est semblables a une mitose mais se fait sans réplication
préalable de l’ADN et généralement la prophase et extrêmement courte.
-Métaphase : comme pour mitose les chromosomes se repartissent avec leur
centromère et les chromatides se repartissent de part et d'autre de cette plaque
équatoriale.
-Anaphase : la division des centromères aboutit a la répartition des
chromatides sœurs dans les cellules filles. Donc ces cellules filles sont toutes
haploïdes nc.
Brassage de l’information génétique au cours de la méiose :
En prophase de 1ère division de méiose, la recombinaison entre chromosomes
homologues et d’autre part au moment des anaphases de 1ère et de 2 ème division, le
caractère aléatoire de la ségrégation des chromosomes.
Recombinaison méiotique ou crossing over.
Echange précédé par appariement des chromosomes homologues et en certain point de
ces chromosomes par une association entre deux chromatides homologues au niveau
du chiasma. A partir de cette région la molécule double brin d’ADN se rompt et se
reforme mais la séquence contenu dans un chromosome homologue se retrouve sur
l’autre chromosome.
Une cellule diploïde mâle chez homme contient 23 paires de chromosomes.
-22 paires de chromosomes pratiquement identique et qui portent homologie sur toute
longueur : chromosomes autosomes qui sont numérotés par taille décroisante de 1 à
22.
-Une paire de chromosome sexuel XY qui ne sont homologues que sur une courte
région : région pseudoautosomale.
Méiose spermatocytaire
Lors de la première division méiotique les chromosomes de chaque paire se
repartissent dans les cellules filles de manière à ce que chaque spermatocyte 2 reçoive
un chromosome de chaque paire et ainsi la moitié des spermatocytes 2 reçoit 22
autosomes et 1 chromosome x (23,x) et l’autre moitié contient 22 autosomes et le
chromosome y (23,y).Une cellule somatique mâle a 46 chromosome dont XY
(46,XY).Une cellule somatique femelle présente la formule 46,XX. Dans tous les
spermatocytes 2(viennent d’achever la 1 ère division de méiose mais en cours de
2ème division), les chromosomes sont dupliqués.

Erreurs : il peut y avoir des erreurs lors de la répartition des chromosomes
(ségrégation). Au cours division méiotique ,ces erreurs s'appellent aussi des non
disjonctions. Ces erreurs aboutissent a la production de gamètes dont le nombre de
chromosomes n’est pas normal.
Différences entre méiose ovocytaire et spermatocytaire.
-Spermatocytaire : Symétrique. Production à partir d’une cellule diploïde de 4
cellules haploïdes = 4 spermatides (vont donner 4 spermatozoides).
-Ovocytaire : A l’issu de la1er puis de la 2ème division il va y avoir production d’ un
ovocyte qui emporte tout le cytoplasme. Et un noyau isolé nommé le globule polaire. -
-Méiose spermatocytaire incluse dans processus de spermatogenèse et ce processus est
un processus continu depuis la puberté jusqu'à la mort.
-Méiose ovocytaire fait partit de l’ ovogenèse : phénomène discontinu, commence dès
le début de la vie foetale et qui pour beaucoup de gamète ne s'achève jamais et pour
un nombre restreint de gamète ne s'achève qu'après la fecondation dans l'espèce
humaine et dans d’autres espèces mammifère ,on ne peut pas parler d’ovule.Ovule
serait gamète femelle mature (finit ses deux divisions méiotique et prêt a être fecondé.
La 2ème division méiotique (ovogenèse) ne s'achève qu'après la fécondation (fusion
avec un spermatozoïde).Donc plus ovule mure mais on a oeuf fécondé ou zygote.Un
gamète prêt a être fécondé est un ovocyte 2.
Processus de gamétogenèse: dans les deux sexes tout commence pendant la 4 ème
semaine du développement embryonnaire où on assiste a la différenciation de cellules
qu’on appelle germinale primordiale. Sont des cellules diploïdes (se divisent par
mitose).Ces cellules colonisent les gonades embryonnaire et selon l’information
génétique donnée, ces cellules germinales primordiales se différencient soient en
spermatogonies qui se divisent par mitose ou en ovogonies qui se divisent par mitose.
Les spermatogonies et ovogonies sont des cellules encore diploïdes.
Spermatogenèse
C’est un processus continu depuis la puberté jusqu'à fin de vie. Le lieu de cette
différenciation est la paroi des tubes séminifères. Ces tubes sont localisés dans le
testicule. Dans paroi des tubes se déroule la spermatogenèse depuis la périphérie des
tubes jusque vers l'intérieur ce qui implique que les cellules les plus périphériques
sont les cellules les moins avancées(spermatogonies). La spermatogenèse commence
par prolifération mitotique des spermatogonies. Une réplication de l’ADN précède la
méiose I. Après réplication de l’ADN(2n4c) elle est devenu le spermatocyte I. De
manière spécifique a la méiose 1,les chromosomes homologues( de même paire),sont
aussi réunis (appariés), pas apparie au niveau centromère disjoint mais au niveau ou
ont lieu échanges matériel génétique formant zone d’accolement nommée chiasma.
Ces chiasma sont localisés au niveau bras court et long des chromosomes. Lors de
l’anaphase 1 les chiasma sont résolu et donc chromosome homologue se répartissent
dans cellules filles. Une fois la 1ère division méiotique achevée ce sont des
spermatocytes 2( haploïdes ,n2c). Pendant l’anaphase II, ce sont les centromères qui
sont clivés et les chromatides soeurs qui se repartissent dans chaque cellule fille : les
spermatides. La différenciation des spermatides en spermatozoïdes est post
méiotique : c’est la spermiogénèse. Il s’agit de maturations nucléaires et
cytoplasmiques qui permettent aux spermatozoïdes d'acquérir les propriétés