Chapitre 2 La fécondation modifie profondément la structure de l œuf Chez les amphibiens 1) les réactions d activation modification des flux ioniques exocytose des granules corticaux rotation d équilibration disparition de la TM rotation corticale (de symétrisation) amphimixie, formation du noyau de fécondation activation du métabolisme plasme germinal 2) aspects moléculaires
1) Les réactions d activation Modification des flux ioniques Des oscillations calcique s initient par l activation de voies de signalisation issues du contact entre le spermatozoïde et la membrane plasmique de l ovocyte
Rotation d équilibration Avant la fécondation, l'orientation des ovocytes est aléatoire Une demi-heure après la fusion des membranes plasmiques entre le spermatozoïde et l'ovocyte. Les ovocytes s'orientent pôle animal vers l'observateur (vers le haut) Clichés Biologie et multimédia, http://www.snv.jussieu.fr/bmedia
rotation d équilibration Création de l'espace périvitellin L œuf se désolidarise de ses enveloppes L œuf bascule pôle végétatif vers le bas, obéissant ainsi à la loi de la gravitation Schémas Biologie et multimédia, http://www.snv.jussieu.fr/bmedia
disparition de la TM Avant la fécondation la division de méiose reste bloquée en métaphase. La fécondation déclenche la reprise de la méiose. La métaphase est suivie de l'anaphase, la télophase. Le deuxième globule polaire est émis au pôle animal. Le pigment cortical reprend sa place au pôle animal. Clichés Biologie et multimédia, http://www.snv.jussieu.fr/bmedia
rotation de symétrisation, rotation corticale Progression de la rotation de symétrisation Le cortex bascule vers le point d'entrée du spermatozoïde. Il entraîne avec lui le pigment laissant à l'opposé du point d impact du spermatozoïde une région dépigmentée qui prend la forme d'un croissant (6), D'où le terme de croissant dépigmenté ou croissant gris (CG). Après cet événement, la future région dorsale de l'embryon apparaîtra du côté le plus clair de l œuf fécondé. Inversement, à l'opposé, la face sombre (pigmentée) correspondra à la future région ventrale. Schémas Biologie et multimédia, http://www.snv.jussieu.fr/bmedia
rotation de symétrisation, rotation corticale Avant la rotation, des faisceaux de microtubules se mettent en place dans le cortex végétatif. Ils s organisent parallèlement à l axe PA-PV. Ils disparaissent après la rotation du cortex. Colchicine, UV, choc hypothermique bloquent la formation des faisceaux. Il n y a pas de rotation du cortex. Microbilles fluorescentes fixées aux microtubules Sont transportées vers l équateur à l opposé du point d entrée du spermatozoïde. colchicine UV microtubules
Microtubules β caténine double marquage A la fin de la rotation corticale Microtubules β caténine double marquage
rotation de symétrisation, rotation corticale La rotation corticale déplace des organelles, des protéines des ARNm des déterminants
amphimixie, formation du noyau de fécondation Pronucléus femelle Pronuléus mâle D après Hausen et Riebesell, 1991
amphimixie, formation du noyau de fécondation amphimixie D après Hausen et Riebesell, 1991
amphimixie, formation du noyau de fécondation La tête spermatique pénètre dans l'hémisphère animal, précédée de son aster. Elle entraîne avec elle une partie du pigment cortical (1). Les microtubules initiés à partir de l'aster spermatique irradient dans l'ensemble du cytoplasme et forment un réseau qu'utilisent les pronucléi mâle et femelle pour migrer l'un vers l'autre (2, 3). La rencontre des pronucléi s'effectue dans l'hémisphère animal et est suivie de leur fusion ou amphimixie (4). Schémas Biologie et multimédia, http://www.snv.jussieu.fr/bmedia
activation du métabolisme Libération des ions Ca++ variation du ph intracytoplasmique activation du métabolisme consommation d oxygène s élève synthèse protéique réplication de l ADN Formation du plasme germinal: La rotation du cortex libère l ancrage des îlots du plasme germinal. Ils se regroupent, fusionnent au pôle végétatif
2) aspects moléculaires β-caténine Protéine cytoplasmique multifonctionnelle : ancrage des cadhérines au cytosquelette facteur nucléaire de transcription dishevelled Protéine cytoplasmique suppresseur de l activité de la protéine GSK3 (glycogène synthétase kinase 3) GSK3 Protéine cytoplasmique qui phosphoryle la β-caténine sur un acide aminé sérine. Il en résulte la dégradation de la β-caténine par le protéasome GBP (GSK-3)-binding protein
2) aspects moléculaires GBP (GSK-3)-binding protein
2) aspects moléculaires Au début de la rotation corticale, les kinésines recrutent le complexe protéique Dsh/GBP. La GSK3 phosphoryle la β-caténine. La β-caténine est dégradée. kinésines Pendant la rotation corticale, les kinésines transportent le complexe protéique vers l extrémité + des microtubules puis recrute le complexe β-caténine/gsk3 A la fin de la rotation corticale,le complexe est libéré. La Dsh inhibe la GSK3. La GBP bloque la GSK3 La β-caténine est libérée β-caténine