RR - 17/04/17 - 582674938 - 1/5 Termle S Chapitre 6.3 2 semaines Du sexe génétique au sexe phénotypique I. 1ère étape : le jeune embryon est phénotypiquement indifférencié A. Les gonades ont le même aspect B. Deux types d'ébauches de voies génitales coexistent TP 1. La différenciation sexuelle II. 2ème étape : le sexe génétique induit le sexe gonadique A. La différenciation testiculaire résulte de l'activité du gène SRY B. La différenciation ovarienne s'opère en l'absence du gène SRY III. 3ème étape : le sexe gonadique induit le sexe phénotypique différencié A. Les hormones testiculaires entraînent la mise en place du tractus mâle B. L'absence d'hormones testiculaires permet le développement du tractus femelle IV. 4ème étape : la puberté marque le début du fonctionnement de l'appareil génital A. La production d'hormones sexuelles augmente considérablement. B. Les hormones sexuelles provoquent la puberté OBJECTIF Dès la fécondation, le sexe génétique d'un individu est déterminé par ses chromosomes sexuels : XX (femme) ou XY (homme). ►FIGURE 1. Chromosomes sexuels et sexe gonadique d’après Belin p. 130 et Nathan TD (1989) p. 7. Chez la femme, dans chaque cellule, un seul chromosome X est fonctionnel. Le chromosome X non fonctionnel se condense (= corpuscule de Barr). Le sexe phénotypique se met en place au cours du développement. Il est constitué : - des gonades ou caractères sexuels primordiaux qui ont une double fonction car elles produisent à la fois les gamètes (= cellules reproductrices) et les hormones sexuelles ; - du tractus génital ou caractères sexuels primaires, c'est l'ensemble des voies génitales (y compris les glandes annexes) et des organes génitaux externes ; - des caractères sexuels secondaires, c'est le dimorphisme sexuel non directement en relation avec la reproduction (mamelles, pilosité, voix, taille etc.). On cherche à comprendre comment le sexe génétique détermine le sexe phénotypique. RR - 17/04/17 - 582674938 - 2/5 I. 1ère étape : le jeune embryon est phénotypiquement indifférencié Le terme de jeune embryon désigne ici les 6 premières semaines de développement intra-utérin. ►FIGURE 2. D'un stade initial indifférencié au sexe gonadique dans Nathan p. 249. A. Les gonades ont le même aspect Les gonades mâles et femelles, dérivent du même site embryonnaire : les crêtes génitales . Elles se mettent en place à la fin du premier mois sur la face interne des reins. Bien qu'il soit génétiquement déterminé, ce site ne présente initialement aucune particularité phénotypique, il n'y a pas de distinction ovaire ou testicule. ►FIGURE 3a. Différenciation de l’appareil génital (cette figure ne tient pas compte de l'appareil urinaire) dans Nathan p. 262, voir aussi Bordas p. 270. ►FIGURE 3b. Différenciation de l’appareil génital RR B. Deux types d'ébauches de voies génitales coexistent L'appareil génital se compose : - d'un double système de canaux génitaux (canaux de Müller et canaux de Wolff) ; - d'un orifice commun (= sinus urogénital) pour les canaux génitaux et l'appareil urinaire. Cette structure est commune aux deux sexes. TP 1. La différenciation sexuelle Possible avant I II. 2ème étape : le sexe génétique induit le sexe gonadique A. La différenciation testiculaire résulte de l'activité du gène SRY Rappel du cours de 2e chapitre 2.3 II.B Deux ensembles de gènes sont nécessaires pour qu’un organe se mette en place : - des gènes de structure, spécifiques (= caractéristiques de chaque espèce), qui définissent la nature de l’organe et qui sont les mêmes dans toutes les cellules ; - des gènes homéotiques qui, dans chaque cellule, commandent l’activité de tel ou tel gène de structure en fonction de la position de la cellule et de l’âge. Ainsi, chaque cellule n’exprime qu’une partie de son information génétique. Les gènes homéotiques codent des protéines régulatrices (homéoprotéines = facteurs de transcription) qui se lient à l’ADN grâce à une zone spécifique, l’homéodomaine, et orientent l’expression de l’information génétique. L’homéodomaine est constitué de 60 acides aminés et possède un motif hélice-bouclehélice caractéristique de nombreuses protéines qui se fixent sur l’ADN et y reconnaît des régions régulatrices. Ce domaine est codé par l’homéoboîte (= homéobox) du gène homéotique (180 paires de bases). ►FIGURE 4. Détail de la structure du chromosome Y dans Nathan p. 260. Le gène SRY est un gène homéotique (= gène du développement = gène architecte), localisé sur le bras court du chromosome Y, c'est gène propre à Y. RR - 17/04/17 - 582674938 - 3/5 SRY : Sex-determining Region of Y chromosome. La graphie Sry est employée chez la Souris. Au cours de la 7ème semaine, SRY entraîne la synthèse d’une homéoprotéine, la protéine SRY (parfois aussi appelée protéine TDF ou facteur TDF). La protéine SRY est composée de 204 acides aminés. Sa structure tridimensionnelle comporte trois hélices alpha (homéodomaines) qui lui confèrent la capacité de se fixer à l'ADN (80 acides aminés impliqués) . TDF : Facteur de Détermination Testiculaire (Testis Determining Factor). La liaison protéine SRY-ADN (= TDF-ADN) déclenche l'expression de plusieurs gènes qui conduisent à la différenciation de la gonade indifférenciée en testicule. ► FIGURE 2. D'un stade initial indifférencié au sexe gonadique dans Nathan p. 249. On observe la différenciation : - des canaux séminifères composés de cellules germinales (= spermatogonies dont les divisions sont bloquées) et de cellules somatiques (= cellules de Sertoli nourricières des spermatozoïdes) ; - de cellules interstitielles (= cellules de Leydig) entre les canaux séminifères. C'est l'acquisition du sexe gonadique mâle. ► VOIR. Rôle du chromosome Y dans Nathan p. 251 (particularités X SRY+ et Y SRY- à la suite d’une recombinaison entre X et Y). B. La différenciation ovarienne s'opère en l'absence du gène SRY Le gène SRY est absent du chromosome X. En absence de protéine SRY la gonade indifférenciée devient spontanément un ovaire vers la 10ème semaine. C'est l'acquisition du sexe gonadique femelle. Après une phase de multiplication intense les cellules germinales (ovogonies) débutent leur méiose (ovocytes I). Celle-ci restera bloquée en fin de prophase jusqu'à la puberté. Vers la 14ème semaine. Les follicules primordiaux commencent à se former par association d'un ovocyte bloqué avec quelques cellules somatiques (= précurseurs des cellules folliculaires). Chez la fille, l'ovaire est à la naissance, un organe relativement mature. Dès la fin du 8ème mois fœtal des follicules cavitaires sont présents. Vers 11-12 ans, exceptée l'absence de corps jaune, l'ovaire est morphologiquement semblable à celui d'une femme adulte (Nathan p. 255). III. 3ème étape : le sexe gonadique induit le sexe phénotypique différencié ►FIGURE 5. Les hormones testiculaires dans Nathan p. 253 fig. 4. A. Les hormones testiculaires entraînent la mise en place du tractus mâle Le testicule produit à ce moment deux hormones : - les cellules de Sertoli produisent l'hormone anti-müllerienne (= AMH) ; - les cellules interstitielles (= cellules de Leydig) produisent de la testostérone. Les cellules de Leydig produisent de la testostérone en réponse à une stimulation de la gonadotrophine chorionique (hCG) sécrétée par le placenta. ►FIGURE 3a. Différenciation de l’appareil génital. Cette figure ne tient pas compte de l'appareil urinaire. dans Nathan p. 262, voir aussi dans Bordas p. 270. ►FIGURE 3b. Différenciation de l’appareil génital RR RR - 17/04/17 - 582674938 - 4/5 L'hormone anti-müllerienne entraîne la dégénérescence du système des canaux de Müller. La testostérone provoque la différenciation des canaux de Wolff en épididyme, canal déférent, canal éjaculateur et vésicules séminales. Hors programme. Étapes de la différenciation des organes génitaux externes. À l'extérieur et un peu plus tard, la testostérone (convertie en dihydrotestostérone) , induit la formation du pénis à partir du tubercule génital. Les tissus voisins fusionnent pour former le scrotum. Plus tard encore, sous l'influence de l'hormone anti-müllerienne et de la testostérone, les testicules descendent dans le scrotum. VOIR. La formation des organes génitaux externes dans Bordas p. 271, voir Campbell p. 941. B. L'absence d'hormones testiculaires permet le développement du tractus femelle Les canaux de Wolff disparaissent spontanément et les canaux de Müller sont à l'origine des trompes et de l'utérus et du vagin (partie haute). Ni les hormones ovariennes ni les ovaires ne sont ici utiles. Le tubercule génital est à l'origine du vagin (partie basse) et du clitoris. Les tissus voisins donnent les lèvres. ►FIGURE 6. Manifestations morphologiques de la puberté dans Nathan p. 254. ►FIGURE 7. Croissance corporelle et modifications hormonales dans Nathan p. 255. VOIR. Divers aspects de la puberté dans Bordas p. 276 et 277. IV. 4ème étape : la puberté marque le début du fonctionnement de l'appareil génital La puberté (du latin pubesere, se couvrir de poils) est la période au cours de laquelle les organes reproducteurs atteignent leur maturité et où la reproduction devient possible. A. La production d'hormones sexuelles augmente considérablement. Chez l'enfant, la production d'hormones sexuelles (testostérone ou œstrogènes) est très faible. Les gonades ne fonctionnement pas et les organes génitaux restent petits. B. Les hormones sexuelles provoquent la puberté La puberté se manifeste généralement entre 10 et 14 ans, c'est à dire de manière très décalée par rapport à la différenciation intra-utérine des organes génitaux. Cela entraîne : - le développement des caractères sexuels primaires et secondaires ; - l'apparition d'un comportement sexuel. - la production de gamètes. Le déclenchement de la production d'hormones sexuelles est liée à une modification du comportement cérébral dont on ne connaît pas le mécanisme mais qui déclenche une élévation de la production de gonadolibérine (voir chapitre 61 C.1). L'hormone antimüllérienne n'intervient plus. RR - 17/04/17 - 582674938 - 5/5 Les hormones ovariennes, non indispensables pour la mise en place de l'appareil génital femelle, sont nécessaires à l'acquisition de sa fonctionnalité. Précisions dans Vander p. 668. BILAN Alors que l'acquisition du sexe phénotypique femelle est (apparemment) spontanée (sexe "par défaut"), celle du sexe phénotypique mâle nécessite une double induction : - une induction génétique par le gène SRY qui provoque la différenciation testiculaire (sexe gonadique) ; - une induction hormonale (testostérone en AMH) qui provoque la différenciation du tractus génital mâle (sexe phénotypique). Bien que les hormones ovariennes ne soient pas indispensables pour l'établissement du phénotype gonadique, elles dont indispensables au fonctionnement de l'appareil génital féminin, tout comme les hormones testiculaires sont indispensables au fonctionnement de l'appareil génital masculin.