Chapitre 2 Le développement d`un organisme animal
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Biologie Partie IA- Partie - Le II - L’organisme : un système en interaction avec son environnement Partie IID - Ontogenèse et reproduction Chapitre 2 Le développement d’un organisme animal 2. La gastrulation : positionnement des feuillets et suite des inductions 2 Un réarrangement des feuillets ventre dos blastopore http://biologie.univ-mrs.fr/upload/p86/ BIO56_MARICS_Cours5.pdf Coupe transversale d’embryon en fin de segmentation Coupe transversale de bourgeon caudal (à l’éclosion) feuillets superposés feuillets concentriques 3 Évolution de la gastrula ✄ Apparition d’une dépression qui s’agrandit snv.jussieu.fr 4 Expérience de Vogt (1929) épibolie convergence 1. blastula marquée 2. stade encoche blastoporale : blastopore en fer à cheval invagination 3. stade bouchon vitellin Embryologie: biologie du développement et de la reproduction Par Edouard Ghanassia,Virginie Procureur 5 Observation de l’épibolie 3 couches cellulaires 2 couches cellulaires 6 Mouvements d’épibolie Extension de l’ectoderme en surface de l’embryon étalement des cellules superficielles en un tapis intercalation des cellules des 2 couches les plus profondes => une seule couche importance des jonctions adhérentes snv.jussieu.fr 7 Invagination Initiation Les cellules en bouteilles (CB) initient un creux. L’épibolie «pousse» le mésoderme vers le creux. Les cellules en bouteille créent un «rempart» au mésoderme qui bascule alors à l’intérieur de l’embryon (= involution). snv.jussieu.fr 8 Migration Migration Elongation Extension Involution snv.jussieu.fr 9 Des cellules «marcheuses» Support des cellules = MEC ancrage de la cellule sur la MEC grâce à la liaison fibronectine / intégrines snv.jussieu.fr 10 Les cellules en bouteille Elles initient le blastopore snv.jussieu.fr 11 Dunod - J’intègre Les mouvements gastruléens blastocœle blastocœle mésoderme zone marginale lèvre dorsale du blastopore cellules en bouteille 12 archentéron lèvre ventrale du blastopore Development December 15, 2004 vol. 131 no. 24 6195-6209 Les mouvements gastruléens antérieur PA archentéron apparition de l’axe antéro-postérieur issu de PA-PV reste de blastocœle bouchon vitellin 13 PV postérieur Development December 15, 2004 vol. 131 no. 24 6195-6209 La neurulation : 2 événements visibles - allongement antéro-postérieur ; - apparition d’un sillon qui se creuse puis disparaît : internalisation d’un tube d’ectoderme. 14 Formation du tube neural 15 Formation du tube neural 16 BIO56_MARICS_Cours5.pdf Importance des cadhérines ✄ Différence d’expression des cadhérines 17 http://www.db-gersite.com/BDDMOL/embmol/embmol.html Dilatation du tube neural : l’encéphale ✄ Dilatation en partie antérieure = formation de l’encéphale télencéphale diencéphale odorat métenvision hippocampe céphale thalamus activité cervelet cérébrale mésencéphale mésoderme céphalique myélencéphale réflexe contrôle végétatif corde antérieure 18 corde moelle épinière Les cellules des crêtes neurales De l’ectoderme qui migre vers diverses parties du corps. Exemples : - muscle lisse des artères, - mélanocytes du derme, - glande médullo-surrénale (produisant l’adrénaline, proche de la noradrénaline synthétisée par les neurones d’origine ectodermique). 19 Réarrangement du mésoderme 20 brunoanselme.wordpress.com Expérience de Spemann et Mangold 21 Expérience d’exogastrulation snv.jussieu.fr 22 Expérience de Mangold (1933) 23 Induction du tube neural Induction du tube neural grâce au mésoderme cordal qui libère des facteurs diffusifs au contact avec l’ectoderme. Le signal, dit «transversal», traverse la matrice extracellulaire. snv.jussieu.fr 24 brunoanselme.wordpress.com Un contrôle de 2 régions, à 2 stades temporels ✭ organisateur de Spemann à rôle dorsalisant (induit le tube neural) pendant la gastrulation centre de Nieuwkoop pendant la = 1er centre régulateur segmentation Biologie du développement 25 Par J.M.W. Slack Le bourgeon caudal ✭ Coupe longitudinale Coupe transversale 26 brunoanselme.wordpress.com Le bourgeon caudal en 3D ✭ 27 brunoanselme.wordpress.com Le devenir des feuillets 28 brunoanselme.wordpress.com 3. Poursuite de l’organogenèse : vers des tissus fonctionnels 29 Grandes étapes ✭ organogenèse segmentation gastrulation neurulation positionnement des feuillets Eclosion Fécondation 30 Têtard Expérience de greffe de corde épiderme Témoin le somite se scinde en 3 territoires dermatome tube neural corde 31 myotome sclérotome Une expression génétique différenciée © C. Escuyer 32 Evolution des myoblastes 33 Wolpert - Dunod La protéine myoD, un facteur de transcription dimère de MyoD MyoD se lie au promoteur E proche de la boîte TATA et active la transcription motif HLH site +1 ADN 34 Modèle de différenciation précurseurs myoblastes cellules plurinucléées fibre musculaire active inhibe DETERMINATION myoD pax 3 DIFFERENCIATION mrf4 myogenin gènes spécifiques du muscle myf5 facteurs de croissance 35 Les gènes du développement ✭ Leur mutation induit une anomalie du développement Mutation antennapedia Mutation bithorax Des pattes à la place des antennes… 36 Le 3ème segment du thorax est remplacé par un 2ème segment Les homéoprotéines ✭ Une homéoprotéine contient un homéodomaine = séquence de 60 acides aminés dont la conformation tridimensionnelle reconnaît spécifiquement des régions régulatrices de certains gènes. La structure de l'homéodomaine est un motif HLH . Motif HLH = domaine d'interaction avec l'ADN il s'insère dans le sillon de la double hélice de l'ADN au niveau d’une séquence TAAT et contribue à ouvrir celle-ci pour la rendre transcriptionnellement active. L'homéodomaine est très conservé au cours de l'évolution et commun à toute les homéoprotéines. Son degré de conservation est de l'ordre de 90%. 37 Les gènes hox ✭ Spécification de l’identité de chaque somite selon sa position sur l’axe antéropostérieur 38 Un mécanisme et des gènes très conservés 39 tecfa-bio-news.blogspot.com Expression des gènes hox selon la position Sous l’effet d’un gradient d’acide rétinoïque 40 Exemple fictif de la formation d’un membre temps bourgeon de membre qui grandit 9 9 seul d9 s’exprime car il y a peu d’acide rétinoïque (AR) => BRAS formé 9 10 il y a un peu plus AR donc hoxd9 et hoxd10 s’expriment => COUDE formé 9 9 9 10 10 11 AR © C. Escuyer encore un peu plus AR donc d9, d10 et d11 s’expriment => AVANT-BRAS formé 9 9 9 10 10 11 9 10 11 12 9 9 9 10 10 11 9 9-10 10 11 11 12 12 13 encore plus AR donc d9, d10, d11 et d12 s’expriment => POIGNET formé expression de d9à d13 => MAIN formée 41 Conclusion Les étapes du développement embryonnaire - acquisition de l’état pluricellulaire : cellules issus du zygote par mitose, ayant toutes le même génome ; - acquisition des territoires orientés : feuillets déterminés selon leur position ; - établissement du plan de base de l’organisme : les territoires, organes et tissus spécialisés occupent une place spécifique dans le plan d’organisation ; - acquisition d’une identité de chaque cellule selon sa position grâce aux homéogènes qui s’expriment ; - différenciation en tissus fonctionnels. 42
