Chapitre 2 Le développement d un organisme animal

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1 Partie IA - Le Biologie - Partie II - L organisme : un système en interaction avec son environnement Partie IID - Ontogenèse et reproduction Chapitre 2 Le développement d un organisme animal

2 2. La gastrulation : positionnement des feuillets et suite des inductions 2

3 Un réarrangement des feuillets ventre dos blastopore Coupe transversale d embryon en fin de segmentation feuillets superposés BIO56_MARICS_Cours5.pdf Coupe transversale de bourgeon caudal (à l éclosion) feuillets concentriques 3

4 Évolution de la gastrula Apparition d une dépression qui s agrandit snv.jussieu.fr 4

5 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

6 Observation de l épibolie 3 couches cellulaires 2 couches cellulaires 6

7 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

8 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

9 Migration Elongation Migration Extension Involution snv.jussieu.fr 9

10 Des cellules «marcheuses» Support des cellules = MEC ancrage de la cellule sur la MEC grâce à la liaison fibronectine / intégrines snv.jussieu.fr 10

11 Les cellules en bouteille Elles initient le blastopore snv.jussieu.fr 11 Dunod - J intègre

12 Les mouvements gastruléens blastocœle blastocœle archentéron mésoderme zone marginale cellules en bouteille lèvre dorsale du blastopore lèvre ventrale du blastopore 12 Development December 15, 2004 vol. 131 no

13 Les mouvements gastruléens antérieur PA archentéron apparition de l axe antéro-postérieur issu de PA-PV 13 reste de blastocœle bouchon vitellin PV postérieur Development December 15, 2004 vol. 131 no

14 La neurulation : 2 événements visibles - allongement antéro-postérieur ; - apparition d un sillon qui se creuse puis disparaît : internalisation d un tube d ectoderme. 14

15 Formation du tube neural 15

16 Formation du tube neural 16 BIO56_MARICS_Cours5.pdf

17 Importance des cadhérines Différence d expression des cadhérines 17

18 Dilatation du tube neural : l encéphale Dilatation en partie antérieure = formation de l encéphale télencéphale odorat hippocampe activité cérébrale diencéphale vision thalamus mésencéphale métencéphale cervelet myélencéphale réflexe contrôle végétatif moelle épinière mésoderme céphalique corde antérieure corde 18

19 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

20 Réarrangement du mésoderme 20 brunoanselme.wordpress.com

21 21 Expérience de Spemann et Mangold

22 Expérience d exogastrulation snv.jussieu.fr 22

23 Expérience de Mangold (1933) 23

24 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

25 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 = 1 er centre régulateur pendant la segmentation 25 Biologie du développement Par J.M.W. Slack

26 Le bourgeon caudal Coupe transversale Coupe longitudinale 26 brunoanselme.wordpress.com

27 Le bourgeon caudal en 3D 27 brunoanselme.wordpress.com

28 Le devenir des feuillets 28 brunoanselme.wordpress.com

29 3. Poursuite de l organogenèse : vers des tissus fonctionnels 29

30 Grandes étapes organogenèse segmentation gastrulation neurulation positionnement des feuillets Fécondation Eclosion Têtard 30

31 Expérience de greffe de corde Témoin le somite se scinde en 3 territoires tube neural épiderme dermatome myotome corde sclérotome 31

32 Une expression génétique différenciée C. Escuyer 32

33 Evolution des myoblastes 33 Wolpert - Dunod

34 La protéine myod, un facteur de transcription dimère de MyoD motif HLH MyoD se lie au promoteur E proche de la boîte TATA et active la transcription site +1 ADN 34

35 Modèle de différenciation pax 3 précurseurs myoblastes cellules plurinucléées fibre musculaire DETERMINATION myod myf5 mrf4 DIFFERENCIATION myogenin active inhibe gènes spécifiques du muscle facteurs de croissance 35

36 Les gènes du développement Leur mutation induit une anomalie du développement Mutation antennapedia Mutation bithorax Des pattes à la place des antennes 36 Le 3 ème segment du thorax est remplacé par un 2 ème segment

37 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 o u v r i r c e l l e - c i p o u r l a r e n d r e 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

38 Les gènes hox Spécification de l identité de chaque somite selon sa position sur l axe antéropostérieur 38

39 Un mécanisme et des gènes très conservés 39 tecfa-bio-news.blogspot.com

40 Expression des gènes hox selon la position Sous l effet d un gradient d acide rétinoïque 40

41 Exemple fictif de la formation d un membre temps bourgeon de membre qui grandit seul d9 s exprime car il y a peu d acide rétinoïque (AR) => BRAS formé il y a un peu plus AR donc hoxd9 et hoxd10 s expriment => COUDE formé encore un peu plus AR donc d9, d10 et d11 s expriment => AVANT-BRAS formé encore plus AR donc d9, d10, d11 et d12 s expriment => POIGNET formé C. Escuyer AR expression de d9à d13 => MAIN formée 41

42 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