Fiche de révision : Gamétogenèse et méiose

Plan du Cours

  1. Principes de la gamétogenèse
  2. Chromosomes et divisions méiotiques
  3. Prophase I et recombinaison
  4. Comparaison des gamétogenèses
  5. Organisation du testicule et des tubes
  6. Cellules de Sertoli et lignée spermatique
  7. Spermiogenèse et spermatozoïde
  8. Ovogenèse chez les mammifères
  9. Follicules ovariens mammifères
  10. Ovulation et devenir folliculaire
  11. Croissance ovocytaire des amphibiens

1. Principes de la gamétogenèse

Notions clés & Définitions

  • Gamétogenèse : Différenciation des cellules reproductrices en gamètes chez les espèces à reproduction sexuée.

Points essentiels

📌 Les gonocytes diploïdes appartiennent à la lignée germinale, tandis que les cellules somatiques constituent les autres tissus et organes de l’organisme.

  • Lors de la fécondation, la fusion des matériels génétiques haploïdes du spermatozoïde et de l’ovule, appelée amphimixie, forme le génome diploïde du zygote.

Astuce mémo

Gonie diploïde → gamète haploïde → zygote diploïde

2. Chromosomes et divisions méiotiques

Notions clés & Définitions

  • Chromosome : Un chromosome eucaryote est constitué d’une ou deux molécules d’ADN, appelées chromatides, associées à des ARN, des histones et des protéines non histones.

★ À maîtriser

📌 Une cellule diploïde possède deux exemplaires de chaque chromosome homologue et une formule 2n, tandis qu’une cellule haploïde possède un seul exemplaire de chaque chromosome et une formule n.

📌 La méiose comporte deux divisions successives : la première est réductionnelle et sépare les chromosomes homologues, tandis que la seconde est équationnelle et sépare les chromatides sœurs.

  • La deuxième division de méiose se déroule sans nouvelle réplication de l’ADN et produit des cellules haploïdes dont les chromosomes ont une seule chromatide.

Compléments

  • Chez l’humain, une cellule diploïde possède 2n = 46 chromosomes, soit 23 paires comprenant 22 paires autosomales et une paire sexuelle XX chez la femme ou XY chez l’homme.

  • Chez l’humain, une cellule haploïde possède n = 23 chromosomes, dont 22 autosomes et un chromosome sexuel X ou Y.

3. Prophase I et recombinaison

Notions clés & Définitions

  • Bivalent : Paire de chromosomes homologues appariés en contact étroit au zygotène, également appelée tétrade.

★ À maîtriser

  • La prophase I comprend, dans l’ordre :

    • le leptotène
    • le zygotène
    • le pachytène
    • le diplotène
    • la diacinèse
  • Au pachytène, des segments sont échangés entre chromatides de chromosomes homologues d’origine paternelle et maternelle lors du crossing-over, ce qui produit des recombinaisons génétiques.

  • À l’anaphase I, les chromosomes homologues recombinés, chacun constitué de deux chromatides, se séparent et migrent vers les pôles, produisant des auxocytes II haploïdes.

Compléments

  • Au leptotène, les chromosomes à deux chromatides commencent à se spiraliser et les chromosomes homologues se rapprochent.

  • Au diplotène, l’appariement des chromosomes homologues ne subsiste qu’aux chiasmas, tandis que les chromatides homologues s’écartent entre ces points.

  • À la diacinèse, les chromosomes atteignent leur condensation maximale et les bivalents ne restent unis que par les chiasmas.

Astuce mémo

Leptotène rapproche, zygotène apparie, pachytène échange, diplotène écarte, diacinèse condense

4. Comparaison des gamétogenèses

★ À maîtriser

  • La gamétogenèse comprend une phase de multiplication mitotique des gonies, une phase d’accroissement avec duplication de l’ADN, puis la méiose qui produit des spermatocytes II ou ovocytes II après la première division et des spermatides ou ovotides après la seconde.

📌 Une spermatogonie produit quatre spermatozoïdes morphologiquement identiques et fonctionnels, tandis qu’une ovogonie produit un ovotide qui conserve les réserves cytoplasmiques et des globules polaires issus de divisions inégales.

  • Le stade du gamète femelle fécondable dépend de l’espèce : ovocyte I chez la Drosophile et le criquet, ovocyte II chez les amphibiens et les mammifères, ovotide chez l’oursin

Compléments

📌 L’accroissement cytoplasmique est faible chez les spermatocytes I, tandis qu’il est marqué et prolongé chez les ovocytes I, qui accumulent notamment du vitellus chez certaines espèces.

  • La spermatogenèse comprend une phase finale de spermiogenèse qui différencie les spermatides en spermatozoïdes, phase absente de l’ovogenèse.

📌 Chez les Vertébrés supérieurs, le cycle ovogénétique peut être discontinu et s’étendre sur la vie sexuelle en raison de blocages, tandis que le cycle spermatogénétique est continu et dure quelques semaines.

Astuce mémo

Spermatogenèse : quatre gamètes égaux ; ovogenèse : un ovotide et des globules polaires

5. Organisation du testicule et des tubes

Notions clés & Définitions

  • Albuginée : Tissu conjonctif fibreux qui forme une gaine protectrice autour du testicule et peut émettre des cloisons séparant des lobules.

★ À maîtriser

  • Chez les mammifères, les spermatozoïdes sont produits dans les tubes séminifères, qui se raccordent au rete testis, aux canaux efférents, à l’épididyme et au canal déférent aboutissant à l’urètre.
  • Le tissu interstitiel vascularisé situé entre les tubes séminifères contient des cellules de Leydig qui produisent 95 % de la testostérone dosée dans le sang.

  • La paroi du tube séminifère comprend un épithélium pluristratifié avec des cellules germinales et des cellules somatiques de Sertoli.

Compléments

  • La périphérie du tube séminifère comprend une lame basale, une ou plusieurs couches de cellules myoïdes contractiles et un tissu fibreux notamment constitué de collagène.

6. Cellules de Sertoli et lignée spermatique

★ À maîtriser

  • Les cellules de Sertoli reposent sur la lame basale, entourent les cellules germinales par leurs ramifications et sont reliées entre elles par des jonctions serrées.

  • Les jonctions serrées entre cellules de Sertoli forment une barrière entre le milieu intérieur et la partie du tube séminifère où se déroule la spermatogenèse.

  • De la lame basale vers la lumière, les cellules germinales se succèdent ainsi :

    • spermatogonies
    • spermatocytes I
    • spermatocytes II
    • spermatides
    • spermatozoïdes
  • Chez l’homme, un cycle spermatogénétique dure 74 jours, dont 15 jours pour la méiose et trois semaines pour la spermiogenèse.

Compléments

  • Les cellules de Sertoli nourrissent les cellules germinales, répondent à la testostérone produite par les cellules de Leydig et phagocytent les corps cytoplasmiques résiduels après la spermiogenèse.

  • Les cellules germinales issues d’une même spermatogonie restent reliées par des ponts cytoplasmiques jusqu’au début de la spermiogenèse.

  • Chez la souris, un cycle spermatogénétique dure 35 jours et les vagues mitotiques se succèdent tous les 8,6 jours dans un segment donné du tube séminifère.

Astuce mémo

Dans le tube, les cellules germinales progressent de la lame basale vers la lumière, entourées par les Sertoli

7. Spermiogenèse et spermatozoïde

★ À maîtriser

  • La spermiogenèse comporte quatre événements :

    • condensation du noyau
    • formation de l’acrosome
    • développement du flagelle et de la pièce intermédiaire
    • résorption du surplus cytoplasmique
  • À leur libération dans la lumière du tube séminifère, les spermatozoïdes sont immobiles et acquièrent leur mobilité pendant leur transit dans l’épididyme.

📌 La capacitation dans les voies génitales femelles rend fonctionnelles les protéines membranaires spermatiques impliquées dans la reconnaissance des enveloppes de l’ovule, alors que les spermatozoïdes quittant le testicule ne peuvent pas encore féconder un ovule.

Compléments

  • Lors de la spermiogenèse, l’acrosome se forme à partir de vésicules golgiennes qui fusionnent en une vésicule proacrosomique.
  • L’axonème du flagelle comprend une paire centrale de microtubules entourée de neuf doublets de microtubules.

  • Une hélice de mitochondries s’organise autour des fibres denses dans la pièce intermédiaire du spermatozoïde.

  • Chez la femme, les spermatozoïdes peuvent survivre deux à trois jours dans le tractus génital femelle.

Astuce mémo

La spermatide polarise sa tête, organise son flagelle, puis élimine son cytoplasme excédentaire

8. Ovogenèse chez les mammifères

★ À maîtriser

  • Chez les mammifères, les cellules germinales colonisent les ébauches des gonades femelles, se multiplient en ovogonies, puis entrent en méiose pour devenir des ovocytes I bloqués au diplotène de prophase I.
  • Chez la femme, les ovaires contiennent un à deux millions d’ovocytes I à la naissance, environ 300 000 à la puberté, et seuls 400 à 500 poursuivent leur évolution pendant la vie adulte.

  • À chaque cycle ovarien, une quinzaine ou moins d’ovocytes I reprennent la méiose, mais un seul atteint généralement le stade ovocyte II et les autres dégénèrent.

  • Chez les mammifères, l’ovulation libère généralement un ovocyte II, tandis que la méiose de l’ovocyte I ou II ne s’achève qu’avec la fécondation.

Compléments

  • Chez la femme, les ovogonies cessent de se multiplier quatre mois avant la naissance.

9. Follicules ovariens mammifères

★ À maîtriser

  • Chez les mammifères, la zone pellucide est une enveloppe acellulaire qui joue un rôle dans la reconnaissance zoospécifique des spermatozoïdes lors de la fécondation.

  • Chez les mammifères vivipares, l’accroissement folliculaire est surtout dû à la multiplication des cellules folliculeuses, tandis que l’ovocyte I augmente plus faiblement et que les œufs sont dépourvus de réserves vitellines.

  • Dans les follicules secondaires, l’ovocyte I atteint 60 à 80 μm de diamètre et la couche folliculeuse interne forme la corona radiata, tandis que les couches externes constituent la granulosa.

Compléments

  • Le follicule ovarien associe un ovocyte et des cellules folliculeuses qui l’enveloppent, et les contacts entre ces cellules favorisent les échanges et l’absorption de substances dissoutes par micropinocytose.

  • À 20 ans, environ 15 follicules primordiaux entrent en croissance chaque jour chez la femme, contre un par jour à 40 ans, et la plupart deviennent atrétiques.

  • Les follicules primordiaux possèdent un ovocyte entouré d’une mince couche de cellules folliculeuses aplaties, tandis que les follicules primaires présentent un épithélium unistratifié de cellules cubiques.

  • Les follicules secondaires sont entourés d’une membrane de Slavjanski et de deux thèques : la thèque interne vascularisée contient des cellules sécrétrices d’hormones stéroïdes, tandis que la thèque externe est fibreuse.

Astuce mémo

Primordial → primaire → secondaire → tertiaire → follicule de De Graaf

10. Ovulation et devenir folliculaire

Notions clés & Définitions

  • Cumulus oophorus : Massif cellulaire qui fait saillie dans l’antrum et comprend l’ovocyte I entouré de la zone pellucide et des cellules de la corona radiata.
  • Follicule de De Graaf : Follicule mûr, d’aspect kystique, qui fait saillie à la surface de l’ovaire et dont l’antrum occupe presque tout le volume.

Points essentiels

  • Dans un follicule tertiaire, les espaces intercellulaires de la granulosa fusionnent en un antrum où s’accumule le liquor folliculi contenant principalement de l’œstradiol.

  • Dans le follicule mûr, la première division de méiose s’achève avec émission du premier globule polaire, puis la deuxième division s’arrête en métaphase avant l’ovulation de l’ovocyte II.

  • Chez la femme, l’ovulation survient vers le quatorzième jour du cycle ovarien.

  • Après l’ovulation, le follicule devient un corps jaune dont les cellules de la granulosa sécrètent de la progestérone et dont la thèque interne continue de sécréter de l’œstradiol.

📌 En l’absence de fécondation, le corps jaune régresse vers le dixième jour après l’ovulation et forme un corpus albicans, tandis que la fécondation empêche la lutéolyse et maintient la sécrétion de progestérone pendant la gestation.

Astuce mémo

Sans fécondation, le corps jaune régresse ; avec fécondation, il maintient la progestérone

11. Croissance ovocytaire des amphibiens

★ À maîtriser

📌 La prévitellogenèse est une phase de petit accroissement ovocytaire qui dure environ deux ans, tandis que la vitellogenèse est une phase de grand accroissement de moins d’un an avec accumulation de vitellus.

  • Pendant la prophase I, particulièrement au diplotène, les ovocytes I synthétisent des ARN qui s’accumulent dans le cytoplasme et contribuent aux synthèses protéiques de l’ovogenèse et du début de la segmentation sans nécessiter la traduction des gènes paternels.

Compléments

  • Chez les amphibiens, l’ovaire contient plusieurs générations d’ovocytes et des nids d’ovogonies, et les follicules issus d’une même vague mitotique saisonnière croissent de façon synchrone.
  • Dans les follicules d’amphibiens, une couche de cellules folliculeuses aplaties entoure l’ovocyte I, et la thèque interne vascularisée achemine les substances utilisées pour la vitellogenèse.
  • Chez la grenouille, l’ovocyte augmente son volume de 27 000 fois au cours de sa croissance.

Tableaux de synthèse

Spermatogenèse et ovogenèse

DimensionSpermatogenèseOvogenèse
Produit méiotiqueQuatre spermatozoïdes fonctionnelsUn ovotide et des globules polaires
AccroissementFaible chez le spermatocyte IImportant chez l’ovocyte I
Phase finaleSpermiogenèse présentePas de spermiogenèse
CycleContinu, quelques semainesPotentiellement discontinu et prolongé

Teste tes connaissances

Teste tes connaissances sur Gamétogenèse et méiose avec 35 questions à choix multiples et corrections détaillées.

1. À quel moment et par quel mécanisme des segments de chromatides homologues sont-ils échangés, produisant des recombinaisons génétiques ?

2. À quel moment du cycle ovarien survient généralement l’ovulation chez la femme ?

Faire le QCM →

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les concepts clés de Gamétogenèse et méiose avec 83 flashcards interactives.

Qu’est-ce que la gamétogenèse chez les espèces à reproduction sexuée ?

La différenciation des cellules reproductrices en gamètes.

À quelle lignée appartiennent les gonocytes diploïdes ?

À la lignée germinale.

Que constituent les cellules somatiques dans l’organisme ?

Les autres tissus et organes.

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