CHAPITRE 8 : DEVENIR HOMME OU FEMME

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1 CHAPITRE 8 : DEVENIR HOMME OU FEMME

2 L'APPAREIL GÉNITAL DE L'HOMME Urètre Vésicule séminale Prostate Pénis Canal déférent (spermiducte) Epididyme Testicule

3 L'APPAREIL GÉNITAL DE LA FEMME Trompe de Fallope Ovaire Utérus Vagin

4 ORGANISATION DES APPAREILS SEXUELS MÂLE ET FEMELLE Gonades : organes de production des gamètes Mâle Testicules Femelle Ovaires Voies génitales : responsables du transport des gamètes vers les organes externes Canal déférent (spermiducte), épididyme, urètre Oviducte (trompes de Fallope), utérus Glandes annexes Vésicules séminales et prostate assurant la production du liquide séminal (sperme) Gamètes Spermatozoïdes Ovules Organes externes ou copulateurs Pénis Vagin

5 LA MISE EN PLACE D'UN APPAREIL SEXUEL FONCTIONNEL Stade phénotypique indifférencié Ce stade persiste jusqu'à la sixième semaine de développement embryonnaire XY XX Appareil génital de l'homme Appareil génital de la femme

6 DU SEXE GÉNÉTIQUE AU SEXE GONADIQUE J'observe la création d'ovaires pour un caryotype normal comportant X et Y. La présence des chromosomes sexuels X et Y devrait normalement être à l'origine de la fabrication d'un sexe mâle. De même, j'observe la création de testicules pour un caryotype normal comportant X et X. La présence de deux chromosomes X aurait dû aboutir à la fabrication d'un sexe féminin. Ce document montre donc que le sexe phénotypique ne correspond pas au sexe génétique, ce sont des cas de phénotypes sexuels inversés. Le gène SRY appartient à la famille des gènes-architectes. Il s exprime entre la 5 et la 7 semaine après la conception et entraîne la synthèse d une protéine de 204 amino-acides appelée TDF (Testis Determining Factor) qui est à l origine de la différenciation de la gonade en testicule (sexe gonadique). Ce gène ne semble plus s exprimer par la suite. J'observe la présence sur le chromosome Y d'un gène particulier : le gène SRY. Ce gène permet la fabrication d'une protéine TDF permettant de différencier la gonade en testicule. A ce stade, on peut supposer que la présence ou l'absence de ce gène aura des conséquences importantes sur la fabrication ou non des testicules.

7 DU SEXE GÉNÉTIQUE AU SEXE GONADIQUE La comparaison du gène SRY normal et du gène SRY chez la femme XY montre une différence en position 220. C'est une mutation par substitution d'un T à la place d'un C. La conversion en séquence peptidique montre que le gène SRY muté fabrique une protéine incomplète et donc non fonctionnelle. En effet, la mutation fait apparaitre un codon stop (UAG). J'en déduis que la femme XY est une femme car bien qu'elle possède un chromosome Y, le gène SRY de ce dernier n'est pas fonctionnel et ne permet pas de différencier la gonade en testicule. Celle-ci devient alors un ovaire. Chez des hommes XX, l observation fine de leurs chromosomes a été réalisée par l hybridation chromosomique. Une sonde fluorescente verte capable de l associer à la région du chromosome portant le gène SRY est incubée en présence de l ensemble des chromosomes. Une région spécifique du chromosome X est également repérée par une sonde verte. J'observe chez les hommes XX la présence du gène SRY sur un chromosome X. J'en déduis que l'homme XX est un homme car l'un de ses chromosomes X possède le gène SRY. Ce dernier permet la différenciation de la gonade en testicule.

8 Document 1 : Comparaison d'adn de souris témoins et transgénique par électrophorèse Des souris transgéniques ont été obtenues par insertion du gène Sry dans le génome d'une cellule œuf de génotype XX. Dans plusieurs cas, ces embryons transgéniques ont développé des testicules. Chez la souris mâle, on observe l'existence du gène SRY et d'un fragment spécifique du chromosome Y, ces deux morceaux d'adn sont absent chez la souris femelle. En revanche, le gène SRY existe chez la souris XX. Or celle-ci fabrique des testicules. Le gène SRY seul suffit à induire la fabrication d'un phénotype mâle (le chromosome Y entier n'est pas indispensable) A ce stade, un individu XY présentant un phénotype féminin peut s'expliquer par deux hypothèses : soit le gène SRY est absent, soit le gène SRY ne fonctionne pas correctement.

9 Document 2 : Comparaison d'extraits de séquence peptidiques de la protéine TDF codée par le gène Sry Chez un témoin non atteint : séquence A Chez un individu atteint de dysgénésie gonadique : séquence B La protéine TDF fabriquée par le gène SRY présente une mutation : l'acide aminé n 9 Ile est fabriqué à la place de Met. Ainsi la protéine TDF est fabriquée dans les deux cas, ais elles sont légèrement différentes (différences de structure primaire) Cette donnée semble confirmer l'hypothèse d'un mauvais fonctionnement du gène SRY à l'origine de la fabrication d'une protéine TDF mutée.

10 Document 3 : Action de la protéine TDF sur l'adn de la cellule cible La protéine TDF possède un domaine HMG (High Mobility Group) qui lui permet de se fixer sur l'adn. Cette fixation induit une courbure de l'adn qui aurait pour conséquence de permettre le rapprochement de certaines zones de l'adn. Ce rapprochement déclencherait l'expression des gènes contrôlant la différenciation des gonades. Les conséquences de l'interaction protéine TDF - ADN dont présentées ci-dessous On observe que la protéine TDF se fixe sur l'adn mais dans le cas d'un témoin non atteint, elle provoque une courbure de de l'adn alors que dans l'individu atteint de dysgénésie gonadique, la courbure atteint On peut imaginer que cette courbure excessive ne permette pas l'expression convenable des gènes contrôlant la différenciation des gonades.

11 Le gène SRY devient actif vers la 7 ème semaine et conduit à la fabrication de la protéine TDF (Testicule-Détermining Factor). Cette protéine (que l on nomme aussi protéine SRY) est capable de se fixer à une région de l ADN et d activer l'expression de nombreux gènes (architectes) qui conduisent à la différenciation des gonades indifférenciées en testicules. Le gène SRY est donc responsable de la mise en place du sexe (phénotype) gonadique, il impose la masculinisation des ébauches gonadiques et donc leurs transformations en testicules. En l'absence du gène SRY et donc de la protéine TDF, les gonades de l'embryon évoluent naturellement vers les ovaires et le phénotype sexuel femelle. L'absence des testicules (castration) empêche donc la masculinisation du phénotype.

12 DU SEXE GONADIQUE AU SEXE PHÉNOTYPIQUE DIFFÉRENCIÉ. Expériences témoins

13 DU SEXE GONADIQUE AU SEXE PHÉNOTYPIQUE DIFFÉRENCIÉ. Expériences de castration Sans gonades, les canaux de Wolff disparaissent et les canaux de Müller se différencient en voies génitales femelle. La présence des testicules semblent nécessaires aux développements des voies génitales masculines.

14 DU SEXE GONADIQUE AU SEXE PHÉNOTYPIQUE DIFFÉRENCIÉ. Expériences de castration suivie d'une greffe La greffe du testicule s'effectue en rétablissant les relations sanguines. Dans ce cas on observe une différenciation en appareil génital mâle. Le rétablissement de la communication sanguine montre que le testicules communique avec les cellules des canaux de Wolff et de Müller en utilisant le sang. C'est donc une communication de type hormonale. Le testicule doit libérer des hormones nécessaires à la masculinisation des voies génitales

15 DU SEXE GONADIQUE AU SEXE PHÉNOTYPIQUE DIFFÉRENCIÉ. Expériences de castration suivie de la pose d'un implant contenant de la testostérone La pose d'un implant de testostérone permet le maintien des canaux de Wolff. J'en déduis que la testostérone est une hormone testiculaire qui stimule la différenciation des canaux de Wolff en voies génitales d homme. Néanmoins, cette hormone ne permet pas la régression des canaux de Müller. On peut supposer qu'il existe une deuxième hormone pour permettre la régression des canaux de Müller.

16 DU SEXE GONADIQUE AU SEXE PHÉNOTYPIQUE DIFFÉRENCIÉ. Expériences de castration suivie de la pose d'un implant contenant de la testostérone et de l'amh La pose d'un implant de testostérone et d'amh permet la différenciation en appareil génital mâle. (maintien et différenciation des canaux de Wolff et régression des canaux de Müller) J'en déduis que la testostérone est une hormone testiculaire qui stimule la différenciation des canaux de Wolff en voies génitales d homme et que l'amh est une autre hormone testiculaire responsable de la régression des canaux de Müller.

17 La testostérone : hormone masculinisante qui stimule la différenciation des canaux de Wolff en voies génitales mâles (Le canal de Wolff est à l'origine de l'épididyme plaqué contre le testicule, du canal déférent, des vésicules séminales et de la prostate) L'AMH ou Hormone Anti-Müllérienne qui provoque la dégénérescence (ou régression) des canaux de Müller. Cette hormone est fortement libérée pendant la phase embryonnaire, sa sécrétion diminue jusqu'à la puberté.

18 BILAN : DU SEXE GÉNÉTIQUE AU SEXE PHÉNOTYPIQUE DIFFÉRENCIÉ Appareil génital de l'homme Appareil génital indifférencié Gonades identiques indifférenciées Voies génitales doubles, Wolf et Müller Organes génitaux externes indifférenciés Sexe génétique XY : Gène SRY fabrication protéine TDF Gonade indifférenciée Testicule AMH Testostérone Régression des canaux de Müller Développement des canaux de Wolff en voies masculines A la puberté, apparition des caractères sexuels secondaires, l'appareil génital se met à fonctionner.

19 BILAN : DU SEXE GÉNÉTIQUE AU SEXE PHÉNOTYPIQUE DIFFÉRENCIÉ Appareil génital de la femme Appareil génital indifférencié Gonades identiques indifférenciées Voies génitales doubles, Wolf et Müller Organes génitaux externes indifférenciés Sexe génétique XX : Pas de gène SRY Pas de fabrication protéine TDF Gonade indifférenciée Ovaire Pas d'amh Pas de Testostérone Développement des canaux de Müller en utérus, oviducte, vagin Régression des canaux de Wolff A la puberté, mise en place des règles et apparition des caractères sexuels secondaires, l'appareil génital se met à fonctionner.