Ronéo 9 BDR : Généralités méiose et AGM PDF

**Rappels Fondamentaux** A. **La Reproduction Sexuée** La reproduction sexuée est le mode de reproduction impliquant **deux individus de même espèce et de sexes différents**++. Elle nécessite la fusion de deux gamètes (mâle et femelle) pour produire une cellule diploïde appelée zygote. **Gamèt...

**Rappels Fondamentaux** A. **La Reproduction Sexuée** La reproduction sexuée est le mode de reproduction impliquant **deux individus de même espèce et de sexes différents**++. Elle nécessite la fusion de deux gamètes (mâle et femelle) pour produire une cellule diploïde appelée zygote. **Gamètes** : Ce sont des cellules haploïdes (n chromosomes) obtenues par méiose. Dans notre espèce, chaque gamète contient 23 chromosomes. **Fécondation** : La fusion des gamètes forme une cellule diploïde++ (2n chromosomes), qui est le zygote. **Brassage génétique** : La reproduction sexuée est une source importante de diversité génétique, contrairement à la reproduction asexuée, qui produirait des clones. **Cycle de vie** : Le cycle diploïde-haploïde est rendu possible par la méiose et la fécondation : La **méiose** assure le passage de l'état diploïde (46 chromosomes) à l'état haploïde (23 chromosomes). La **fécondation** restaure l'état diploïde++. B. **Gamétogenèse et Haploïdie** La formation des gamètes (ou gamétogenèse) s'effectue par méiose, un processus permettant de produire des cellules haploïdes essentielles à la reproduction sexuée. Les spermatozoïdes, par exemple, ont des formes variées en fonction des espèces, influencées par des adaptations spécifiques au processus de fécondation. II. **La Méiose** La méiose est un processus complexe mais crucial dans la reproduction sexuée, permettant le passage des cellules de la **lignée germinale** d'un état diploïde à un état haploïde. Elle se distingue par **deux divisions cellulaires successives** sans réplication d'ADN entre les deux, ce qui assure la réduction du nombre de chromosomes. A. **[Méiose I : Division Réductionnelle]** La première division de méiose est dite **réductionnelle**, car elle divise par deux le nombre de chromosomes. **Phase S** : Elle est précédée d'une phase de réplication de l'ADN. **Prophase I** : Phase la plus longue, divisée en cinq stades (Leptotène, Zygotène, Pachytène, Diplotène, Diacinèse) : **Complexe synaptonémal** : Ce complexe, composé de protéines, permet la formation de bivalents par un « zipper » entre les chromosomes homologues. **Crossing-over** : Des échanges de matériel génétique (jonctions de Holiday) apparaissent, favorisant le brassage génétique. **Métaphase I** : Les chromosomes homologues se placent de part et d'autre de la plaque équatoriale++. **Anaphase I et Télophase I** : Les chromosomes homologues sont séparés aléatoirement, suivis d'une cytodiérèse (division cytoplasmique) pour produire deux cellules haploïdes sans phase S intermédiaire. B. **[Méiose II : Division Équationnelle]** La méiose II est une division **équationnelle**, similaire à une mitose classique : **Métaphase II** : Les chromosomes s'alignent sur la plaque équatoriale++ par leur centromère. **Anaphase II et Télophase II** : Séparation des chromatides sœurs, reconstitution de la membrane nucléaire et cytodiérèse, produisant quatre cellules haploïdes génétiquement distinctes. **Conclusion** : À partir d'une cellule unique, la méiose produit quatre cellules-filles haploïdes, génétiquement diversifiées, assurant la diversité génétique de l'espèce++. III. **Organisation et Fonctionnement du Testicule** A. **Différenciation Gonadique** La différenciation des gonades, notamment des testicules chez le fœtus masculin, se fait durant la vie fœtale grâce à plusieurs gènes clés : **Gène SRY** : Détermine la formation du testicule en activant la cascade de différenciation. **Gène SOX9** : Responsable de la formation des cellules de Sertoli, qui produisent l'hormone anti-müllérienne (AMH). **Migration testiculaire** : La migration des testicules se déroule en deux phases : 1\. **Phase abdominale** (non hormonale), guidée par la plicature de l'embryon. 2\. **Phase scrotale** (hormonale), induite par la testostérone, qui conduit le testicule dans le scrotum++. **B. Structure et Fonction des Cellules du Testicule** Le testicule se compose de différents types de cellules, chacune jouant un rôle spécifique dans la fonction endocrine et exocrine : **Cellules de Leydig** : Situées dans le tissu interstitiel, elles sécrètent la testostérone, principale hormone androgène. **Cellules de Sertoli** : Soutiennent et régulent la spermatogenèse dans les tubes séminifères. **Cellules germinales** : Participent à la formation des spermatozoïdes (spermatogenèse) en interaction avec les cellules de Sertoli. [**Points anatomiques** :] **Albuginée** : Enveloppe épaisse entourant les testicules pour les protéger. **Épididyme** : Structure située au-dessus du testicule, servant de réservoir où les spermatozoïdes achèvent leur maturation. IV. **Importance du Brassage Génétique et Conclusion** Les **crossing-over** lors de la méiose assurent un brassage génétique qui se traduit par des variations uniques entre les individus. Cette diversité génétique est particulièrement importante dans des régions spécifiques comme le système HLA, qui influence notre réponse immunitaire. La recombinaison génétique favorisée par la méiose garantit donc non seulement la variabilité au sein de l'espèce, mais aussi des adaptations immunitaires spécifiques à chaque individu. **Récapitulatif** La reproduction sexuée dépend de la méiose et de la fécondation. La méiose assure le passage d'un état diploïde à haploïde et inclut deux divisions : réductionnelle (méiose I) et équationnelle (méiose II). Le testicule, organe masculin essentiel, assure la spermatogenèse et la sécrétion de testostérone++. La méiose est le processus fondamental permettant la création de diversité génétique, indispensable pour la survie et l'adaptation des espèces. Voici une synthèse du cours sur les cellules de Leydig, les cellules de Sertoli et la spermatogenèse, en suivant le plan donné et en incluant les informations essentielles, définitions, rappels et les phrases importantes. **1. [La cellule de Leydig]** Les cellules de Leydig, situées dans les testicules, sont des cellules qui synthétisent et sécrètent des stéroïdes, notamment la testostérone. - **Structure et fonction** En microscopie électronique, les cellules de Leydig contiennent un réticulum endoplasmique et un appareil de Golgi pour la synthèse des stéroïdes, ainsi que des vacuoles qui stockent les stéroïdes sous forme de gouttelettes lipidiques. La production de testostérone commence à partir du cholestérol, qui est absorbé puis transformé dans la mitochondrie en prégnénolone, puis métabolisé en testostérone via le réticulum endoplasmique. - **Pathologies** L'absence de mitochondries ou de protéines STAR nécessaires à la stéroïdogenèse empêche la production d'hormones stéroïdiennes et entraîne des anomalies graves de la différenciation sexuelle. - **Cascade de signalisation** Les stéroïdes lipophiles produits sont transportés dans le plasma via des protéines comme le SHBG. Ils traversent la membrane cellulaire pour se lier aux récepteurs stéroïdiens dans le cytoplasme, ce qui active ces récepteurs (qui, malgré leur nom, ne se trouvent pas dans le noyau). Ces récepteurs activés se dimérisent puis se lient à l'ADN pour moduler l'expression des gènes. Le type de récepteur, ARE pour les androgènes ou ERE pour les œstrogènes, influence la réponse cellulaire. **+** **2. La cellule de Sertoli** Les cellules de Sertoli se trouvent dans les tubes séminifères des testicules et jouent un rôle central dans la spermatogenèse et le maintien de la barrière hémato-testiculaire. - **Rôles et fonctions** Ces cellules soutiennent la spermatogenèse en sécrétant divers éléments nutritifs, notamment : **Hormone anti-mullérienne** : Elle provoque la régression des canaux de Muller chez les hommes. **ABP (Androgen Binding Protein)** : Permet la rétention locale de testostérone dans les tubes séminifères. **Estradiol** : Produit via l'aromatisation de la testostérone, il aide au contrôle des cellules germinales. - **Autres protéines nutritives** : Transferrine, protéines de transport de cuivre, transcobalamine, facteurs de croissance et lactates. - **Barrière hémato-testiculaire** Elle sépare le compartiment basal (cellules germinales à 46K) et le compartiment adluminal/apical (gamètes à 23K). Cette barrière dynamique protège les cellules germinales des infections et agressions extérieures en régulant l'ouverture et la fermeture des jonctions cellulaires selon les étapes de la spermatogenèse, créant un isolement immunitaire nécessaire pour la protection des gamètes. **+** - **Phagocytose** Les cellules de Sertoli phagocytent les restes cytoplasmiques des spermatozoïdes lors de la spermiation pour recycler le matériel cellulaire, essentielle pour éviter une perte de ressources cellulaires. **+** **3. Régulations endocrines, paracrines et autocrines** La régulation des cellules de Leydig et de Sertoli ainsi que des cellules germinales s'effectue via différents types de régulation hormonale : **Endocrine** : Les cellules de Leydig sécrètent la testostérone dans le sang, où elle agit sur des tissus éloignés comme les poils. **Paracrine** : Par exemple, les cellules de Leydig influencent les cellules de Sertoli, et vice versa. **Autocrine** : Les cellules de Sertoli peuvent s'autoréguler pour assurer leur croissance et leur renouvellement. - **Hypothalamus et hypophyse** **Hypothalamus** : Sécrète la GnRH de manière pulsatile pour induire la sécrétion de FSH et de LH à la puberté. - **Hypophyse** : **LH** agit sur les cellules de Leydig pour la production de testostérone. **FSH** agit sur les cellules de Sertoli, et les deux hormones sont nécessaires pour une spermatogenèse efficace. En cas d'excès de testostérone, un rétrocontrôle inhibe l'hypothalamus et l'hypophyse, empêchant une surproduction de LH, FSH, et GnRH. **4. La spermatogenèse** La spermatogenèse est le processus de production des spermatozoïdes dans les testicules. Elle comprend trois phases essentielles : - **Phase de multiplication** **But** : Assurer un pool souche de spermatogonies permettant une production continue de spermatozoïdes de la puberté jusqu'à la mort. Les spermatogonies se divisent en spermatogonies **Ad** (cellules souches sombres) et **Ap** (cellules souches claires). Division **hémi-plastique** : La division d'une spermatogonie Ad produit une spermatogonie Ap qui se différencie et une Ad qui reste dans le pool de réserve. - **Phase de croissance et maturation** **But** : Assurer la méiose pour réduire de moitié le nombre de chromosomes (de 46K à 23K). Les spermatogonies se différencient en spermatocytes primaires puis subissent une première division méiotique pour former des spermatocytes secondaires, qui se divisent à leur tour pour donner des spermatides. - **Phase de différenciation (spermiogenèse)** **But** : Transformation des spermatides en spermatozoïdes matures avec un flagelle pour la mobilité. Cette phase prend environ un mois, donc le cycle complet de la spermatogenèse dure entre 2 mois et demi et 3 mois. Les spermatozoïdes éjaculés résultent de spermatogonies ayant commencé leur développement trois mois auparavant, ce qui explique le décalage entre une agression (ex. infection) et l'impact sur la production de spermatozoïdes. **+** - **Température des testicules** Les cellules de Sertoli ne survivent pas au-delà de 32°C, d'où la localisation des testicules dans le scrotum. **Contraception thermique** : Le « slip chauffant » permet d'augmenter la température des testicules à 37°C, bloquant ainsi la spermatogenèse en déplaçant les testicules vers le canal inguinal. **5. Rappels et points importants** **Hormone anti-mullérienne** : Inhibe les canaux de Muller chez les garçons, prévenant le développement d'organes féminins. **ABP et estradiol** : Sécrétés par les cellules de Sertoli pour maintenir un environnement propice aux cellules germinales. **Pool souche de spermatogonies** : Essentiel pour la production continue de spermatozoïdes. La division hémi-plastique assure la réserve de cellules souches tout en fournissant des cellules prêtes à la différenciation. **Régulation par pulsatilité de GnRH** : Critique pour la puberté et la régulation hormonale ultérieure. **+** - **Phase de différenciation de la spermatogénèse : spermiogénèse** Cette dernière phase de la spermatogénèse, la **spermiogénèse**, assure la transformation des spermatides en spermatozoïdes matures. Elle comprend plusieurs étapes clés : 1. **Formation de l'acrosome** L'acrosome est une vésicule située à la tête du spermatozoïde, contenant des enzymes nécessaires pour traverser la zone pellucide de l'ovule lors de la fécondation. Ce processus débute par la fusion de vésicules lysosomales (vésicules acrosomiques) sous l'appareil de Golgi, formant un capuchon acrosomial sur la tête du spermatozoïde. La polarisation de la spermatide s'installe alors, avec le centriole proximal migré vers le centrosome pour préparer la formation du flagelle. 2. **Formation du flagelle** La création du flagelle repose sur la polymérisation des microtubules, avec une disposition des mitochondries autour de cette structure pour fournir l'énergie motrice. Les flagelles de toutes les espèces montrent une structure commune, organisée en complexe axonémal avec un doublet central de microtubules entouré de neuf doublets périphériques. Ce complexe permet le mouvement ondulatoire du flagelle, essentiel pour la mobilité du spermatozoïde. 3. **Condensation du noyau** Le noyau du spermatozoïde contient le matériel génétique destiné à l'embryon futur. Pour protéger ce matériel des agressions rencontrées dans le système reproducteur, les histones autour de l'ADN sont remplacées par des protamines, permettant une condensation accrue de la chromatine. La densité du noyau diffère entre les espèces, offrant des caractéristiques variées, telles que les noyaux bicéphales chez certaines espèces. 4. **Formation du manchon mitochondrial** Un manchon mitochondrial se forme autour de la partie proximale du flagelle, organisant les mitochondries en spirale. Cette configuration apporte l'énergie nécessaire au mouvement du flagelle. La pièce intermédiaire contient ces mitochondries, tandis que la pièce principale se renforce avec une gaine tubulaire et des fibres denses pour maintenir la structure du flagelle. 5. **Isolement des restes cytoplasmiques** À la fin de la spermiogénèse, les restes cytoplasmiques inutiles de la spermatide sont éliminés par phagocytose grâce aux cellules de Sertoli, qui en recyclent les éléments pour leurs propres fonctions. - **Anomalies du spermatozoïde** Les spermatozoïdes montrent une forte variabilité, avec environ 96 % de spermatozoïdes dysfonctionnels, rendant la conception plus difficile. Les anomalies possibles incluent : **Trous ou vacuoles** dans le noyau, dus à une mauvaise compaction de l'ADN ; **Fragmentation de l'ADN**, qui peut devenir problématique si elle excède 20-25 % ; **Déformations de la tête**, comme la bicéphalie (normale chez certaines espèces, mais pathologique chez l'humain) ; **Anomalies du flagelle**, telles que les flagelles multiples ou des problèmes de connexion avec le centriole proximal, entraînant une perte de flagelle. - **Phase de maturation des spermatozoïdes** Les spermatozoïdes subissent une maturation finale dans l'épididyme, un tube enroulé constitué d'une tête, d'un corps et d'une queue, ce processus prenant environ 15 jours. Les spermatozoïdes y acquièrent leur **mobilité** et leur **fécondance**. - **Maturation épididymaire** : Au fil de leur passage dans l'épididyme, les spermatozoïdes voient leur membrane enrichie en glycoprotéines et en carnitine pour renforcer leur survie et leur énergie. Ils sont également protégés contre l'acidité vaginale grâce à la synthèse de desmostérol, stabilisant leur membrane en milieu acide.