THEME 5 : PROCREATION. Leçon 1 : DU SEXE GENETIQUE AU SEXE PHENOTYPIQUE

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1 THEME 5 : PROCREATION Leçon 1 : DU SEXE GENETIQUE AU SEXE PHENOTYPIQUE 1. L appareil génital indifférencié 2. Le contrôle génétique de la différenciation des gonades 2.1.-Acquisition du sexe gonadique mâle 2.2-Acquisition du sexe gonadique femelle 3. Le contrôle hormonal de la différenciation des voies génitales 3.1.-La mise en place du sexe phénotypique mâle 3.2-La mise en place du sexe phénotypique femelle 4. Le contrôle hormonal de l acquisition de la fonctionnalité 4.1. Reprise de l activité testiculaire 4.2. Reprise de l activité ovarienne Exercice 1 : le stade phénotypique indifférencié. Des ébauches communes aux deux sexes apparaissent très tôt au cours du développement embryonnaire: dans l'espèce humaine dès la 5e semaine. Parallèlement à la mise en place des ébauches gonadiques se développent deux paires de canaux: les canaux de Wolff et les canaux de Müller qui débouchent sur le sinus uro-génital, confluent entre voies génitales et urinaires. Quel est le sexe des embryons humains lors des 2 premiers mois de grossesse? 1

2 Exercice 2 : Détermination du chromosome contrôlant la mise en place du sexe gonadique Caryotype Sexe phénotypique Gonade Symptôme 46, XX Féminin ovaires normaux. Aucun 46, XY Masculin Testicules normaux. Aucun 47, XXY Masculin Testicules sans spermatogonies Syndrome de Klinefelter. Stérilité. 45, XO Féminin Régression fœtale des ovaires, après leur différenciation Syndrome de Turner. Stérilité. 47, XYY Masculin Testicules normaux. Syndrome du double Y. Fertilité 47, XXX Féminin ovaires normaux. Syndrome du triple X. Fertilité A l'aide des données sur les anomalies de caryotype, identifiez le chromosome qui joue un rôle fondamental dans la différenciation du sexe gonadique. Exercice 3 : les mécanismes qui aboutissent à la différenciation du sexe chez les mammifères. A partir des documents qui vous sont proposés, établissez le lien entre sexe chromosomique et sexe gonadique. Les documents suivants présentent différentes anomalies génétiques (doc.1 et 2) et des expériences sur le développement des souris (doc. 3). Document 1 : Des cas cliniques étonnants. Phénotype Féminin Masculin Caryotype 44+XX 44 + XX Voies génitales et organes génitaux Féminins Masculins externes Gonades Ovaires présents et fonctionnels Testicules présents. Pas de spermatozoïdes. Anomalies chromosomiques Aucune Document 2 : Des cas cliniques étonnants. Un chromosome X porte un fragment du bras court du chromosome Y. Phénotype Masculin Féminin Caryotype 44+XY 44 +XY Voies génitales et organes génitaux externes Gonades Anomalies chromosomiques Masculins Testicules présents. Présence de spermatozoïdes. Aucune Féminins Ovaires présents mais non fonctionnels Chromosome Y avec le bras court absent 2

3 Document 3 : Expériences sur le développement de la souris. Expériences Délétion du bras court du chromosome Y, dans une cellule-œuf de souris et injection du gène Sry. Injection du gène Sry, dans une cellule-œuf de souris comportant les chromosomes sexuels XX. Injection de protéines TDF à un embryon de souris de 5 semaines, dont le chromosome Y est privé du gène Sry. Résultats Développement d'une souris mâle Développement d'une souris mâle Développement d'une souris mâle Exercice 4 : le gène Sry Exploitez les informations ci-dessous afin d expliquer comment un individu de caryotype XX peut être de phénotype masculin et comment un individu de caryotype XY peut être de phénotype féminin. Phénotype Féminin Masculin Féminin Masculin Caryotype 44+XX 44 + XX 44+XY 44 +XY Types de chromosomes On sait qu il peut se produire des échanges de fragments de chromatides entre les chromosomes X et Y (recombinaisons chromosomiques) au cours de la formation des gamètes chez le père, comme le montrent les schémas ci-dessous. 3

4 Exercice 5 : UNE ANOMALIE FREQUENTE CHEZ LA VACHE: LES GENISSES "FREE-MARTIN" Les éleveurs de bovins connaissent depuis longtemps le phénomène de "Free-Martin" au Royaume-Uni, ou "vache-boeuf", "vache-mule", "taure", "gelin" en France. Il désigne un bovin femelle stérile né d'une gestation gémellaire particulière: l'un des 2 embryons faux-jumeaux est mâle, l'autre femelle. Le mâle est normal en tous points. La génisse obtenue est stérile. Elle révèle: o o o o des organes génitaux externes normaux, correspondant à un phénotype femelle, des conduits génitaux internes atrophiés : vagin rudimentaire, utérus réduit, voire absent, des conduits génitaux mâles présents à l'état d'ébauches : épididyme, vésicules séminales et même plus rarement prostate, des ovaires peu développés renfermant rarement des cellules germinales. La génisse présente aussi des cellules sanguines provenant de son jumeau mâle. L'examen du placenta montre que certains vaisseaux sanguins ont fusionné (anastomoses entre les circulations sanguines des 2 foetus). N.B. Dans le cas de gestation gémellaire avec un mâle et une femelle, on n'observe jamais de féminisation d'embryon mâle. 4

5 ETUDE EXPERIMENTALE DU RÔLE DES GONADES EMBRYONNAIRES DANS LA DIFFERENCIATION DES VOIES GENITALES: TRAVAUX DE JOST (1940) 5

6 Exercice 6 : rôle de l AMH Certains individus, de caryotype XY et de phénotype masculin complet (gonades et voies génitales fonctionnelles), possèdent en plus un utérus, mais pas d organes génitaux externes féminins, ni d ovaires. On cherche à expliquer l existence de ces hommes à utérus. Question : Exploitez les documents afin d expliquer la présence d un utérus chez certains hommes. Les graphes ci-dessous donnent l évolution de la concentration plasmatique des hormones testiculaires : l hormone anti-müllerienne (AMH) et la testostérone, chez un homme normal et chez un homme à utérus. DOCUMENT 1 : Cas d un homme normal DOCUMENT 2 : Cas d un homme à utérus Exercice 7 : origine de l AMH N.Josso a poursuivi ce type d'expérience en cultivant des canaux de Müller et de Wolff non différenciés, et en ajoutant ou non au milieu de culture des cellules de Sertoli prélevées dans des testicules. Les résultats obtenus au bout de 6 jours sont schématisés par le document b. 6

7 Exercice 8 : Coupe de 7

8 Exercice 8 :LE RÔLE DES HORMONES SEXUELLES Quelles conclusions pouvez-vous dégager de la comparaison des documents ci-dessous? 8

9 Appareil génital indifférencié 9