Méiose et Gamétogenèse Humaines

• Ce document concerne la méiose et la gamétogenèse humaines.

Reproduction Sexuée

• Implique deux parents.
• Conduit à une progéniture différente des deux parents.
• Génère une variabilité génétique qui permet l'adaptation à l'environnement.
• Se traduit par une recombinaison génétique, aboutissant à de nouvelles combinaisons de gènes.
• Chez l'homme, les cellules somatiques sont diploïdes (2n), les gamètes sont haploïdes (n) et le zygote est diploïde (2n).
• Implique une alternance entre les cellules haploïdes et diploïdes.

Méiose

• Caractéristiques :
• Les gamètes (n) se forment par méiose à partir de cellules germinales (2n).
• Une cellule souche (2n) donne naissance à quatre cellules filles (n).
• Deux divisions cellulaires consécutives se produisent avec une seule phase de duplication (phase S).
• Les quatre cellules filles sont distinctes les unes des autres et aussi différentes de la cellule mère.

Phases de la Méiose

• Deux divisions consécutives, séparées par une interphase sans phase S.
• Méiose I (première division méiotique) :
• Une recombinaison génétique et une réduction chromosomique se produisent.
• Prophase I : les chromosomes s'apparient via recombinaison
• Métaphase I : paires de chromosomes alignées.
• Anaphase I : les chromosomes sont séparés.
• Télophase I.
• Méiose II (deuxième division méotique) :
• Semblable à la mitose normale. -Prophase II
• Métaphase II : les chromosomes sont alignés.
• Anaphase II : les chromatides sont séparées.
• Télophase II.
• À la fin de la prophase I, les chromosomes homologues sont liés par des chiasmas, formant un bivalent.
• Chez les ovocytes, la méiose reste inactive du cinquième mois de la vie fœtale jusqu'à la puberté.
• Pendant la métaphase I, les bivalents (chromosomes homologues joints) sont alignés sur la plaque équatoriale.
• Pendant l'anaphase I, les chromosomes homologues sont séparés et se déplacent vers les pôles opposés.
• Chaque chromosome porte des parties de son homologue.
• À la télophase I, les chromosomes atteignent les pôles et l'enveloppe nucléaire réapparaît.
• Cytocinèse.

Divisons des Phases de la Méiose I

• Prophase I : comprend les stades leptotène, zygotène, pachytène, diplotène et diacinèse.
  • Les chromosomes homologues s'apparient à l'aide du complexe synaptonémal.
  • Les chromosomes liés restent ensemble et forment des bivalents.
  • Un enjambement se produit.
• Métaphase I
• Anaphase I
• Télophase I

Méiose II

• Deux cellules filles (n) nouvellement créées subissent une mitose normale et chacune se divise en deux cellules filles distinctes (n).

Méiose vs Mitose

• La méiose diffère de la mitose par :
  • Deux divisions cellulaires consécutives avec une seule phase de duplication (phase S).
  • Une cellule souche (2n) donne naissance à quatre cellules filles (n).
  • Les cellules filles sont distinctes les unes des autres et différentes de la cellule mère.

Gamétogenèse Humaine

• Le processus de formation des gamètes (n) à partir des cellules germinales (2n) est appelé gamétogenèse.
  • Les cellules germinales (2n) se divisent par méiose, donnant naissance à des spermatozoïdes (spermatogenèse) ou à des ovules (ovogenèse).
  • Les gamètes proviennent des gonades : ovaires chez la femme et testicules chez l'homme.
• L'ovogenèse démarre pendant le développement embryonnaire.
  • Les oogonies viennent des cellules primordiales et se divisent par mitose.
  • Les ovocytes I subissent une première division méiotique (méiose I).
  • La méiose I à l'intérieur de l'ovocyte I est stoppée durant la prophase I durant le développement embryonnaire.
  • Le cytoplasme est inégalement divisé pendant la méiose I et la méiose II pendant la cytocinèse.
  • Un seul ovule fonctionnel et deux ou trois corps polaires sont créés à partir de chaque ovocyte I.
  • La méiose se poursuit durant chaque cycle menstruel et forme les ovocytes II.
  • Les ovocytes secondaires sont envoyés des ovaires vers les trompes.
  • Si un ovocyte secondaire est fécondé, la méiose II finit, créant un ovule mature et un corps polaire.
  • S'il n'y a pas de fécondation, l'ovule est évacué pendant la menstruation. -À la fin de la méiose I, deux cellules asymétriques sont obtenues.
    • Ovocyte secondaire + corpuscule polaire. -La méiose I est suspendue. -Entre le 4e et le 5e mois de gestation fœtale. -L'ovulation commence à la puberté et se déroule au début de la deuxième division méiotique (méiose II). -Seule la deuxième division méiotique se termine en cas de fécondation, ce qui donne lieu à un ovule mature et au dernier corpuscule polaire. -Ce corpuscule polaire peut rarement engendrer des jumeaux semi-identiques ou sesquizygotes.
    • Les jumeaux semi-identiques ou sesquizygotes partagent plus de 50 %, mais moins de 100 % du matériel génétique.
• La spermatogenèse commence à la puberté et continue tout au long de la vie, diminuant avec l'âge.
  • Les spermatogonies viennent des cellules primordiales et se divisent par mitose.
  • Les spermatocytes I démarrent la méiose.
  • Chaque spermatocyte I (2n) fabrique quatre spermatozoïdes matures (n).
  • Quatre spermatides sont produites à la fin de la méiose.
  • Les spermatides passent par une spécialisation en spermatozoïdes : spermiogenèse.
  • Tant que la spécialisation n'est pas achevée, la cytocinèse n'a pas lieu : syncyties.
  • Ces syncyties augmentent la communication et l'échange de ressources entre les cellules, encourageant donc la synchronisation de la croissance des cellules .
• Différences ovogenèse et spermatogenèse :
  • Durant l' ovogenèse, une plus grande quantité de matière nutritive s'accumule.
  • Les cellules qui découlent de l' ovogenèse ont différentes tailles, car les réserves nutritives ne se repartissent pas de manière uniforme.
  • Celles qui viennent de la spermatogenèse font la même taille.
  • La spermatogenèse fabrique quatre gamètes fonctionnels.
  • Dans l' ovogenèse, un seul gamète fonctionnel est fabriqué et les autres deviennent des corps polaires qui subissent une apoptose dans les 24 h qui suivent.

Fécondation

• L'ovulation comprend la libération de l'ovocyte II du follicule et son expulsion de l'ovaire dans la trompe de Fallope.. -L'ovocyte II se retrouve arrêté en métaphase II.
• Des taux importants de LH engendrent des contractions musculaires locales sur la paroi de l'ovaire.
• Certaines cellules se mettent autour de la zona pellucida et forment la corona radiata tandis que l'ovocyte se détache.
• L'ovocyte II arrive à l'ampoule de la trompe le Fallope.
• La fécondation a principalement lieu dans l'ampoule de la trompe de Fallope.
• Les spermatozoïdes peuvent arriver à l'ampoule en raison de leurs mouvements flagellaires.
• 200 spermatozoïdes arrivent à l'endroit dans lequel la fécondation aura lieu.
• Les spermatozoïdes sont aptes (modifications pour pouvoir féconder l'ovule) dans le système reproducteur féminin.
• Au tout début, la tête d'un spermatozoïde s'accroche à la zone du revêtement vitellin de l'ovule et des enzymes acrosomales détruisent le revêtement.
• Le spermatozoïde perd sa queue et, avec elle, les mitochondries (les mitochondries sont exclusivement héritées de la mère).
• L'ovule change la composition de sa couverture afin d'empêcher d'autres spermatozoïdes d'entrer (polyspermie : fécondation de l'ovule par plus d'un spermatozoïde).
• À des fins de vérification, les granules corticaux libèrent leur contenu d'enzymes et modifient donc la zone pellucide et durcissent la couverture vitelline de la cellule œuf pour arrêter la polyspermie.
• La fécondation se termine par la fusion des deux noyaux, et l'association de leurs chromosomes crée un seul noyau 2n et donne le zygote.
• Le spermatozoïde fournit au zygote le pronoyau paternel (23 chromosomes) et le centriole, qui participe à l'organisation du premier fuseau mitotique durant les divisions de l’embryon.
• La fécondation se termine avec la fusion des pronoyaux haploïdes tous les deux (maternel et paternel).
• En fusionnant les chromosomes, ils font un seul noyau 2n et créent le génome du zygote.
• Si la polyspermie se réalise plus d'un spermatozoïde fécondant l'ovule)sans être contrôlée, de nombreux fuseaux mitotiques pourraient se former dans le zygote et perturber la distribution des chromosomes.
• Les spermatozoïdes perdent leur flagelles, soit toutes les mitochondries, avant d'entrer dans l'ovule, l'hérédité le l' ADNm est alors assurée du côté de la mère.