Fiche PASS : La Gamétogénèse 1/2

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Dans cet article, vous allez pouvoir accéder à une fiche de révision PASS concernant la gamétogénèse. Cette fiche est divisée en 2 parties car elle est assez longue. Vous retrouverez donc la partie sur la spermatogenèse dans cet article et dans le deuxième, vous pourrez retrouver l’ovogenèse.

I.  La spermatogenèse :

Les cellules germinales conduisent à la formation de gamètes masculines ou féminines. Mais il est nécessaire avant le fusion des gamètes de réduire leur nombre de chromosome par moitié. A l’issu de la méiose, les ovocytes sont tous 23X et les spermatozoïdes sont soit 23X ou 23Y.

La méiose assure simultanément 2 fonctions :

  • Réduction du nombre de chromosomes permettant de mettre en place des cellules haploïdes.
  • Brassage de l’information génétique, en effet les gamètes se distinguent des autres cellules de l’organisme par leur haploïde et leur diversité génétique.

En métaphase 1, il y a un remaniement chromosomique (crossing-over) et réduction du nombre de chromosomes (diploïde -> haploïde).

En métaphase 2, la cellule reste haploïde mais il y a diminution de la quantité d’ADN.

Le méiose correspond donc à 2 divisions cellulaires successives consécutives d’une seule phase de réplication de l’ADN.

  1. La première division de méiose :

La méiose 1 est rédactionnelle et est très long dû à la durée de la prophase.

   a. Prophase

Elle est subdivisée en 5 stades :

  • Leptotène
  • Zygotène
  • Pachytène
  • Diplotène
  • Diacinèse

-> LZPDD

    1. Leptotène :

Les chromosomes se condensent, ils s’individualisent sous la forme de longs filaments, chaque filaments correspond à un chromosome constitué de 2 chromatides soeurs.

    2. Zygotène :

Il commence dès la mise en place des appariements entre les chromosomes homologues, ces appariements sont appelés synapsis. Au cours de ce stade, le noyau se polarise, les extrémités des chromosomes glissent sur l’enveloppe nucléaire et se réunissent à un pôle du noyau. La reconnaissance initiale entre les chr homologues se fait au niveau des extrémités homologues qui se rapprochent sur l’enveloppe nucléaire et s’apparient. L’appariement des chr homologues est réalisé par une structure protéique élaborée qui est appelée complexe synaptonémal.

    3. Pachytène : (PAchytène =PArtout)

Les complexes synaptonémaux s’étendent sur toute la longueur des chr, ce qui permet d’achever l’appariement des chr. A ce stade, chaque paire de chr homologue est appelée bivalents chromosomiques. C’est à ce stade que débutent les échanges de matériel génétique entre les chromatides, c’est le crossing-over.

    4. Diplotène :

Les protéines du complexe synaptonémal commencent à se dissocier, ce qui a pour conséquence que les chr homologues de chaque bivalent se séparent mais restent en contact en ou plusieurs points (chiasmas). Les chiasmas correspondent aux lieu de recombinaisons génétiques entre les 2 chromatides.

    5. Diacinèse :

La condensation des chromosomes est presque maximale, ce qui permet l’identification des chromatides, des centromères et des chiasmas.

   b. Métaphase :

Au cours de ce stade, les bivalents se déposent sur le fuseau méiotique au niveau de la plaque équatoriale, à équidistances des pôles de la cellule. Les chromosomes sont alors au maximum de leur condensation ce qui fait que les chiasmas sont parfaitement visibles.

   c. Anaphase :

Les chiasmas disparaissent et ce sont les chromosomes homologues qui ségrégent au hasard vers les pôles du fuseau. Il n’y a pas de clivage des chromatines. Les échanges de gènes se font donc entre le stade pachytène et anaphase 1.

   d. Télophase :

Chaque cellule fille possède un lot haploïde de chr recombinés et dupliqués, les chromatides soeurs sont liées au niveau du centromère, il y a cytodiérèse et reconstitution de l’enveloppe nucléaire.

-> T’es un pro mais t’es un intello : T’es un pro(phase) mét(aphase) a(naphase) intello(phase).

    à prononcer vite

  2. La seconde division de méiose :

Elle est dite équationnelle et suit rapidement la 1ère. Les chromosomes restent condensés et se disposent rapidement sur le 2nd fuseau méiotique. Il n’y a pas de prophase 2, on passe donc directement de la télophase 1 à la métaphase 2.

Au cours de l’anaphase 2, les centromères se clivent, les chromatides soeurs se répartissent au hasard.

Lors de la télophase 2, chaque cellule fille hérite d’un lot haploïde de chromosomes formé d’une seule chromatide.

Elle regroupe l’ensemble des phénomènes qui se déroulent au cours de l’évolution de la lignée germinale mâle et qui à partir de cellules souches appelées spermatogonies aboutit à la formation de spermatozoïdes.

La spermatogenèse débute à la puberté (contrairement à la femme où l’ovogenèse commence n vie intra-utérine) et suit donc un rythme continu jusqu’à un âge avancé. Elle se déroule dans les testicules au niveau des tubes séminifères.

  1. Le déroulement de la spermatogenèse :

Le spermatogenèse se déroule dans la paroi des tubes séminifères et dure environ 74 jours. Les spermatozoïdes libérés dans la lumière des tubes séminifères sont immobiles et non fécondants, leur maturation se poursuit au cours de leur transit dans l’épididyme.

Les cellules souches diploïdes de la spermatogenèse sont les spermatogonies, elles sont disposées à la périphérie de la paroi du tube séminifère au contact de la lame basale entre les cellules de Sertoli.

Les spermatogonies se multiplient par mitose, elles sont connectées par des ponts cytoplasmiques. Ils persisteront entre les cellules filles tout au long de la spermatogenèse.

L’évolution de la lignée germinale s’effectue à partir d’une des cellules filles de la mitose de la spermatogonie alors que l’autre cellule fille contribue au maintien de la réserve en spermatogonies. La spermatogonie qui évolue effectue une autre mitose avant de se différencier, ces cellules filles sont localisées à distance de la lame basale et prennent le nom de spermatocytes 1.

Le spermatocyte 1 est une cellule diploïde à 46 chr qui comporte 22 paires d’autosomes et 2 gonosomes.

Au stade pachytène l’appariement entre les chr X et Y est rendue possible grâce à la présence d’une région pseudo-autosomique, où un crossing-over est réalisé.

La vésicule sexuelle (qui correspond à un chr sexuel condensé) disparaît à la diacinèse et les chr sexuels se réindividualisent.

A la télophase 1, les enveloppes nucléaires se reconstituent et une cytodiérèse incomplète donne naissance à 2 spermatocytes 2 réunis par un pont cytoplasmique. L’un des deux spermatocyte 2 possède un chr X et l’autre le chr Y.

Les spermatocytes 2 sont des cellules qui ont une existence brève car très rapidement se déroule la 2nde division de méiose.

A la télophase 2, la cytodiérèse encore incomplète forme des spermatides pourvues chacune de 23 chromosomes remaniés ne possédant que 1 seule chromatide.

Les spermatides issues de la méiose 2 subissent une différenciation spectaculaire qui les transforme en spermatozoïdes. Cette étape de maturation est la dernière étape de la spermatogenèse et est appelée spermiogenèse.

  2. La spermiogenèse :

Elle dure environ 23 jours (qui sont donc les 23 derniers jours sur les 74, pas 23 jours supplémentaires)

Au début de la spermiogenèse, les spermatides présentent un noyau sphérique. Dans le cytoplasme postitionné à côté du noyau se trouve l’appareil de Golgi qui élabore des vacuoles formant par la suite l’acrosome. L’acrosome s’étale sur le noyau. 

Au début de la spermiogenèse, le flagelle commence à se développer avec le déplacement des centrioles distal et proximal. Le centriole proximal ne subit aucune modification mais le distal done naissance à l’origine de l’axonème du flagelle.

La majeure partie du cytoplasme est éliminée, ce sont les cellules de Sertoli qui phagocytent les restes. Une mince couche de cytoplasme persiste autour du noyau et du manchon mitochondrial.

Les changements du noyau sont assorties de modifications de la composition biochimique des protéines basiques associées à l’ADN : Les histones sont remplacées par des protéines de transition qui seront remplacées par les protamines qui sont responsables de l’organisation de la chromatine spermatique sous forme condensée.

Une fois la spermiogenèse finie, les spermatozoïdes se retrouvent dans la lumière du tube séminifère.

 3. Le spermatozoïde :

Il est composé d’une tête, d’un col et d’un flagelle qui est lui même composé d’une pièce intermédiaire, une pièce principale et d’une pièce terminale.

Les spermatozoïdes anormaux sont fréquents (25-80%). De la lumière du tube séminifère vers l’épididyme, les spermatozoïdes sont véhiculés dans un liquide sécrété par les cellules de Sertoli, il s’agit du fluide testiculaire, il est très riche en testostérone.

Au cours du transit épididymaire, il y a la maturation épididymaire qui permet de rendre partiellement fécondants les spermatozoïdes, ils acquièrent aussi la mobilité, d’abord sur place puis progressive et enfin linéaire.

Ils subissent dans l’épididyme un phénomène appelé décapacitation. Au cours de ce phénomène, la membrane plasmique du spermatozoïde subit des modifications qui rendent le spermatozoïde provisoirement inapte à la fécondation. Il deviendra apte à la fécondation dans les voies génitales féminines.

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