ch. b14. le développement d'un organisme animal

Biologie – Chapitres B14. Le développement embryonnaire

Ch. B14. Le développement d'un organisme animal

Partie du programme traitée : II-D-2. Développement d'un organisme animal

I. Développement embryonnaire et acquisition du plan d'organisation

1. La fécondation forme un embryon à symétrie bilatérale

a) L'ovocyte est polarisé b) Fécondation et réaction corticale

c) La rotation corticale d) Rotation corticale et symétrie bilatérale

2. La segmentation

a) La segmentation est dissymétrique b) De la morula à la blastula

c) Les feuillets existent, mais n'ont pas leur place définitive

3. La gastrulation met en place les feuillets

a) Mise en évidence des mouvements gastruléens

b) Mécanismes cellulaires impliqués dans la gastrulation c) La gastrulation est une étape critique du développement

4. La neurulation met en place le tube neural

a) Formation et invagination de la plaque neurale b) Mécanismes cellulaires impliqués dans la neurulation

5. L'organogenèse

II. Contrôle du développement embryonnaire

1. Les inductions déterminent l'axe dorso-ventral

a) Mise en évidence de l'induction b) Principe de l'induction

c) Inductions, mouvements cellulaires et tissulaires, et expression génétique

2. La polarité antéro-postérieure est sous le contrôle des gène Hox

a) Les complexes Hox

b) Les gènes Hox ont une expression spatio-temporelle antéro-postérieure c) Les gènes Hox contrôlent l'identité antéro-postérieure de l'embryon

3. La différenciation cellulaire

a) Cellule différenciée et indifférenciée b) Du myoblaste à la cellule musculaire

c) Des cascades d'induction permettent la différentiation de la CMSS

BCPST1 – Lycée Châtelet – Douai – Joseph NICOLAS


Document 1: Vue de dessus

d'ovocytes de xénope non fécondés (haut) et fécondés

(bas). D'après Univ. Paris VI.

Document 3: Rotation corticale

microtubules-dépendante etpoint d'entrée du spermatozoïde.

D'après Introd. à la biol. du dev.,Darribère, 2002.


Document 2: Structure générale (haut) du gamète femelle du xénope. Détail du

pole animal (en bas à gauche) et du pôle végétatif (en bas à droite). D'après Introd. à la biol. du dev., Darribère, 2002.

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Document 5: Cycle de développement d'une grenouille (anoure). D'après

Introd. à la biol. du dev., Darribère, 2002.

Document 6: Les étapes de la segmentation, d'après Biol. dudév., Le Moigne et Foucrier, 2009.


Document 4: Importance du croissant

gris dans la dorsalisation de l'embryon.La première mitose est toujours selon

l'axe PA-PV, mais peut selon les cas couper le croissant gris en deux ou

non. Seuls les embryons possédant une portion de croissant gris ont une

symétrie dorso-ventrale. D'après Introd. à la biol. du dev., Darribère,

2002.

Document 7: Expérience de Nieuwkoop.Elle a permis de construire la carte des

territoires déterminés, qui diffèrecependant de la carte des territoires

présomptifs (document 23).

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Document 8:

Vues au MEB degastrulas en

coupe (en haut)ou de l'extérieur

(en bas). Degauche à droite :

stade encoche dublastopore (début

de gastrulation) ;stade du fer à

cheval ; stade dubouchon vitellin ;

stade de la fenteblastoporale.

D'après Introd. àla biol. du dev.,

Darribère, 2002. Document 9: Différentes représentations des mouvements morphogénétiques de la gastrulation. A : mouvements

d'épibolie. B : fermeture de l'archentéron. C et D : deux vues

internes de la gastrulation, l'ectoderme ayant été retiré

virtuellement (stade bouchon vitellin). D'après Biol. du dév., Le Moigne et Foucrier, 2009.

Document 11: Intercalation radiale et latérale dans deux zones de la gastrula. D'après Introd. à la biol. du dev.,

Darribère, 2002.


Document 10: Vue dorsale (haut) et coupe sagittale (bas) de différentes phases de la gastrulation (de A à

F). Les traces noires (en haut comme en bas) représentent les marques colorées qui ont été

placées par Vogt afin de suivre les mouvements. D'après Biol. du dév., Le Moigne et Foucrier, 2009.

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Document 14: Importance des microtubules et des

filaments d'actine dans la morphologie des cellules en bouteille. D'après Introd. à la biol. du

dev., Darribère, 2002.


Document 13: Structuredes cellules du mésoderme

en interaction avec la MECdu toit du blastocœle.

Haut : vues au MEB ; bas :interprétation en terme de

mouvements cellulaires etd'interactions cellule-MEC.

RGDS désigne uneséquence peptidique de la

fibronectine reconnue parl’intégrine. D'après Introd.

à la biol. du dev.,Darribère, 2002.

Document 12: Mise en évidence de l'importance des

interactions entre la MEC du toit du blastocœle et lescellules du mésoderme. Haut : sur une gastrula

jeune, on découpe une portion de la calotte animale,et on la retourne. La gastrulation s'arrête. L'analyse

au MEB montre que les cellules du mésodermeévitent la région dépourvue de MEC. Bas : chez une

gastrula jeune, on injecte dans le blastocœle unanticorps anti-fibronectine. La gastrulation s'arrête

et forme une exogastrula (pas d'invagination, alorsque l'épibolie est tout à fait normale. D'après Introd.

à la biol. du dev., Darribère, 2002.

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Document 16: Les différentes étapes de la neurulation. D'après Introd. à la biol. du dev., Darribère, 2002.

Document 17: Expérience de Townes et Holtfreter (1955). Les cellules du

neurectoderme d'une neurula pigmentée et de l'épiderme d'une neurula non pigmentées sont

séparées et mélangées, puis incubées à un pH physiologique permettant l'établissement de

jonctions cellulaires. D'après Introd. à la biol.du dev., Darribère, 2002.

Document 15: Vues au MEBde neurulas à des stades

différents. Gauche :formation du bourrelet

neural ; milieu : formation dela gouttière neurale (flèche) ;

droite : formation du sillonneural (flèche).

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Document 19: Migration des crêtes neurales dans l'embryon.

D'après Biologie moléculaire de la cellule, Alberts et al, 2003

Document 20: Importance des microtubules, de

l'actine (non légendée) et des jonctioneadhérentes dans l'invagination du tube neural.

D'après Biol. du dév., Le Moigne et Foucrier,2009.

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Document 21: Coupe transversale d'un embryon au stade neurula (droite) et bourgeon caudal jeune (gauche). D'après Introd. à la biol. du dev., Darribère 2002.

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Document 23: Fonctionnement du centre de

Nieuwkoop et du centre de Spemann. D'après Introd.à la biol. du dev., Darribère, 2002.

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Document 24: Territoires

présomptifs et spécifiés,déduits des expériences de

Nieuwkoop notamment.

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Document 22: Structure de l'embryon au stade organogenèse. D'après

Introd. à la biol. du dev., Darribère, 2002.


Document 25: Expérience de Dale et Slack. Chez une

morula, on met en contact un micromère (pôle animal)avec un macromère ventro-végétatif (D1), dorso-

végétatif (D4) ou seul (témoin). On analyse ensuite lanature des tissus produits par les cellules du pôle

animal. D'après Introd. à la biol. du dev., Darribère,2002.

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Document 26:Expérience de

Gimlich et Gerhart. a. Un embryon

irradié au moment dela fécondation (perte

de la rotationcorticale) est

ventralisé. La greffed'un blastomère

dorso-végétatifrestaure l'axe dorso-

ventral. b. La greffed'un blastomère

dorso-végétatif enposition ventrale sur

un embryon normalcrée un dos

surnuméraire.D'après Introd. à la

biol. du dev.,Darribère, 2002.

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Document 27: Expérience de Spemann et Mangold (1924). Un embryon surnuméraire peut être induit par une greffe de

la lèvre dorsale de blastopore en position ventrale d'une gastrula jeune. D'après Introd. à la biol. du dev., Darribère, 2002.

Document 28: Expérience de Holtfreter (1955).On peut empêcher la gastrulation en traitant

une jeune gastrula par un milieu hypertonique.L'analyse histologique de montre un ectoderme

dépourvues de structures neurales. D'aprèsIntrod. à la biol. du dev., Darribère, 2002.


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Document 29: Des

cellules de la calotteanimales sont mise en

présence de différentesconcentrations de

moléculespotentiellement

inductrices. On analysela nature des tissus

après culture. D'aprèsFukui et Asashima, Int.

J. Biol. Dev., 1994.

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Document 30:

Expérience deLewis (1904). La

vasicule optique(structure

ectodermique)estgreffée en position

antérieuremédiane ou en

positionpostérieure. Elle

ne permet laformation de

cristallin que dansla partie

antérieure :l'induction est

régionalisée.

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Document 31:Induction et

compétence.L'induction

nécessiteobligatoirement

la présence d'unsignal, mais

également unrécepteur, une

transductioncellulaire, et une

activation de latranscription.

D'après Introd.à la biol. du

dev., Darribère,2002.

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Document 32: Les principales cascades

d'inductions de la fécondation à laspécification du mésoderme. A : la rotation

corticale de l'œuf redistribue Dsh vers larégion dorsale, alors que les ARNm VegT et

Vg1 restent concentrés vers le pôle végétatif.B : un gradient dorso-ventral de Dsh s'établit

dans l'embryon avant la segmentation. C :dans la région dorsale ([Dsh] haut), la Gsk3

est inhibée, et la β-caténine s'accumule. D :dans la région ventro-végétative, VegT et Vg1

induisent une faible [nodal] ; dans la régiondorso-végétative, VegT et Vg1 induisent,

grâce à la forte concentration en β-caténine,une forte [nodal]. E : faible [nodal] : induit le

mésoderme ventral ; forte [nodal] : induit lemésoderme dorsal. D'après Biol. du dév., Le

Moigne et Foucrier, 2009.

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Document 33: Le complexe Hox de la

drosophile (un seul groupe, chromosome 3) etles 4 complexes Hox paralogues chez la souris.

Notez l'alignement identique sur chacun descomplexes, aligment correspondant à l'ordre

d'expression antéro-postérieur. D'après Biol. dudév., Le Moigne et Foucrier, 2009.

Document 34: Développement dessomites dans l'axe antéro-postérieur.

D'après Biologie BCPST 1ère année,Segarra et al, 2014.



Document 35: La voie de signalisation TGFβ. L'exemple retenu ici est celui de Xnr (homologue de Nodalchez le Xénope). Production personnelle.


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Document 36: Expression des gènes Hox le long de l'axe antéro-postérieur dumésoderme de la souris. La limite antérieure d'expression, très nette, est

donnée par la partie gauche de chaque barre.

Document 37: Structure d'un

homéodomaine (à gauche), constitué d'une domaine bHLH (basic helix-loop-

helix). Notez le domaine d'interaction avec l'ADN, propriété indispensable

d'une facteur de transcription.

Document 38: Limites

d'expression de troisgènes Hox du complexe

B chez la souris(hybridation in situ)



Document 39:

Analyse schématiquedu phénotype des

mutants Hoxparalogues présentés

dans le document 72.D'après Mcintyre et

al, Development,2007.

Document 40: Squelettes de mutants homéotiques paralogues : mutant pour Hox5 (A), Hox6 (B) ou Hox9 (D). Les

chiffres désignent les vertèbres portant des côtes (vertèbres thoraciques). La flèche désigne les vertèbres cervicales soudées. D'après Mcintyre et al, Development, 2007.

Document 41: Lesprincipaux événements

de la différenciationdes myoblastes en

cellules musculairesstriées squelettiques.

D'après BiologieBCPST 1ère année,

Segarra et al., 2014.


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