chapitre 4 Flashcards
explique le développement embryonnaire
Un organisme multicellulaire issu de la reproduction sexuée, débute par la formation d’un zygote (ovule fécondé). Puis le développement embryonnaire comprend
1. la division cellulaire
2. la différentiation cellulaire
3. la morphogenèse
Ces 3 processus interdépendants transforment un ovule fécondé en un organisme entier. Les cellules de type similaire sont regroupées en tissus, les tissus, en organes, et les organes, en systèmes physiologiques. L’ensemble des systèmes coordonné par l’homéostasie représente l’organisme entier.
explique l’étape 1 du développement embryonnaire: la division cellulaire
le zygote subit une série de divisions mitotiques successives.
Résultat: une boule de 8 cellules identiques (cellules souches embryonnaires). Chacune de ces cellules
a le potentiel de se spécialiser en n’importe quelle cellule somatique.
explique l’étape 3 du développement embryonnaire: la différentiation cellulaire
C’est le processus durant lequel les cellules acquièrent des structures et des fonctions spécialisées. La forme finale d’une cellule est intimement liée avec son rôle dans l’organisme. Ex. La cellule nerveuse a un très long axone (prolongement du cytoplasme très mince) pour parcourir une plus grande distance et transmettre le signal.
Malgré que la différenciation débute, la division cellulaire continue!
Résultat : une partie des cellules souches se transforme en cellules différentiées spécifiques, d’autres cellules souches continuent à se diviser.
la différenciation cellulaire se fait par la condensation graduelle de chromatine (hétéro-chronatine), plus une cellule est différencié plus son eu-chromatine commence a diminuer. La différence entre deux cellules différentes sont l’eu-chromatine, donc ils ne vont pas avoir accès aux mêmes gènes et ne produiront pas les mêmes protéines
Qu’est-ce qu’une cellule souche?
Une cellule souche: elle est peu spécialisée ou pas du tout, elle se divise continuellement et
dans un environnement particulier (présence des facteurs d’induction) se différencie en
cellule spécialisée. La grande majorité des cellules spécialisées perdent la capacité de
division et entrent en G0.
explique l’étape 2 du développement embryonnaire: la morphogenèse
La morphogénèse est l’ensemble des mécanismes déterminant la forme de l’organisme.
Elle commence aussitôt que la première boule de quelques cellules est formée. Elle gère la division cellulaire par intermédiaire des facteurs de croissance et elle gère la différentiation cellulaire, par les facteurs d’induction.
Ex. La morphogénèse détermine quelle extrémité de l’embryon est la tête…
sur quoi est basé la classification des cellules souches?
Il existe plusieurs types de cellules souches, leur classification est basée sur leur capacité à se
différencier.
Quelles sont les différentes classes de cellules souches ?
- Les totipotentes peuvent devenir n’importe quelle cellule somatique (nous en avons pas à l’age adulte)
Ex. Zygote, 8 premières cellules embryonnaires - Les multipotentes peuvent devenir une cellule spécialisée d’une famille de cellules
“apparentées”.
Ex. une cellule souche hématopoïétique peut devenir un globule rouge, un globule blanc
(leucocytes) ou plaquette. - Les oligopotentes ont un éventail de spécialités limitées à quelques types de cellules.
Ex. la cellule souche lymphoïde peut devenir 2 types de globules blancs, le lymphocyte B ou le
lymphocyte T - Les unipotentes ne produisent qu’un seul type de cellule avec la capacité d’auto-régénération
Ex. les cellules souches musculaires appelées myoblastes satellites ne peuvent devenir qu’un
myocyte strié.
(tyoe de cellule souches les plus présentes à l’age adulte)
** un autre terme plus vague: pluripotente = une cellule ayant moins de choix de spécialisation
que la totipotente, mais plus de choix qu’une cellule unipotente.
Qu’est-ce que la lignée cellulaire?
Le développement d’un organisme multicellulaire est très précis et invariable. Chaque cellule de l’embryon a un chemin génétiquement déterminé. En suivant au microscope toutes les divisions cellulaires qui se produisent à partir de la formation du zygote, il est possible d’établir la provenance de chaque cellule de l’adulte.
Qu’est-ce que l’équivalence génomique
Toutes les cellules somatiques (les cellules différenciées et les cellules souches) du même organisme ont un génome IDENTIQUE. C’est à dire que la cellule nerveuse a en sa possession les mêmes gènes qu’une cellule musculaire ou adipeuse ou …. Etc.
Comment peut-on prouver l’équivalence génomique?
But: génération d’un organisme complet à partir de cellules différenciées du même type.
Clonage: L’emploi d’une cellule somatique différentiée (non cellule souche), issue d’un organisme multicellulaire, dans le but de fabriquer un ou plusieurs individus (organismes multicellulaires clones) qui lui sont génétiquement identiques.
explique l’exemple de la carotte pour expliquer le clonage des plantes
Les cellules différenciées de la racine (la carotte qu’on mange) placées sur un milieu de culture
peuvent devenir des plantes adultes normales (avec les feuilles, les tiges et oui, d’autres racinescarottes). Les plantes-clones ainsi produits sont génétiquement identiques à la plante mère à partir de laquelle les cellules différenciées ont été extraites au début.
Conclusion: une cellule spécialisée d’une plante adulte peut se dédifférencier et donner
naissance à toutes les autres cellules différentiées d’un nouvel individu.
Est-ce que la clonage chez les animaux se fait de la même façon que chez les plantes?
Non, Les cellules animales n’ont pas cette capacité de dédifférenciation de façon naturelle.
La dédifférenciation veut dire un retour au stade de cellule souche où l’ensemble du génome est accessible et la division cellulaire est fréquente.
Attention de ne pas confondre l’équivalence génomique avec l’accessibilité du génome. Même si toutes les cellules du même organisme ont le même génome, elles n’utilisent pas les mêmes morceaux et les parties non utilisées sont condensées (non accessibles).
Quels sont les difficultés liés au clonage animal?
La majorité des cellules animales différenciées mises en culture ne se diviseront pas, et elles ne produiront pas de nouvel organisme. Et ce malgré l’ajout des facteurs de croissance et des facteurs d’induction.
- Reproduire l’environnement de l’utérus et de l’ovule est extrêmement difficile et on n’y parvient pas encore
2.il est difficile (mais toutefois possible en laboratoire) de forcer les cellules animales à se dédifférencier.
Comment se fait le clonage animal
- Il faut une mère porteuse, un ovule (A) (son
cytoplasme et ses organites sauf le noyau) et le noyau d’une cellule spécialisée et dédifférenciée
de l’organisme qu’on veut cloner (A) (le noyau peut provenir d’une cellule musculaire, d’un
neurone, d’un kératinocyte…). - On met le noyau dans l’ovule et l’ovule dans la mère porteuse.
Il est également possible de faire la même chose avec le zygote à la place de l’ovule, mais toujours en échangeant son noyau.
- La mère porteuse (B) passe par un temps de gestation normale et donne naissance à un clone.
Comment on peut évaluer les chances de succès d’un clonage animal?
Les chances de la réussite d’un clone sont inversement proportionnelles à l’âge de la cellule donneuse du noyau. Les cellules d’embryons ont beaucoup plus de chances que les cellules complètement différenciées de l’adulte. Chez les animaux, il y a une perte progressive de la totipotence à cause du changement de la chromatine (des régions d’ADN ne sont plus accessibles).
Est-ce qu’il est possible de dédiférencier des cellules en laboratoire?
oui, il est possible de dédifférencier les cellules en laboratoire en les cultivant sur un milieu pauvre en nutriments. Les cellules ainsi obtenues sont en G0 (ne se divisent pas, car pas assez de nourriture), mais elles ont toute leur chromatine accessible. Probablement, les cellules accèdent à leur ADN dans son totalité, dans leur effort de trouver les gènes pouvant compenser la pénurie de la nourriture et leur permettre de s’adapter. Cette procédure ne garantit pas un succès à 100%, seulement quelques cellules d’une large population réussiront à « ouvrir » leur ADN.
comment se fait la différenciation des cellules?
Les différences entre les cellules d’un organisme multicellulaire résultent presque entièrement des variations de l’expression génique et non des disparités entre les génomes des cellules. Un gène exprimé veut dire un gène utilisé par la cellule. La différence se trouve dans l’eu-chromatine de chaque cellule (chromatine moins condensé qui peut être utilisé par la cellule.
Quels sont les 2 moyens de mesurer la différenciation cellulaire?
- la présence d’un
ARNm correspondant au gène - la présence de la protéine correspondante au gène
Quels sont les 3 moyens de détecter l’ADN, l’ARNm et les protéines?
- Southern blot (ADN)
- Northern blot (ARN)
- Western blot (protéine)
Quels sont les grandes différences entre le test Southern et Northern?
southern: permet de mettre en évidence des segments d’ADN ciblés. Durant ce processus tout l’ADN est déroulé (accessible)
Northern: permet de mettre en évidence des ARNm ciblés
Dans les 2 techniques, les segments apparaissent sur un gel en ordre de grandeur (gros en haut et petits en bas)
explique La procédure pour faire un Southern ou un Northern
- L’ADN issu d’un organisme donné (1 individu ou d’une population de la même espèce) est isolé et coupé en petits fragments par les nucléases (les enzymes qui coupent les acides nucléiques). Il est également dénaturé (les deux brins sont séparés). Dans le cas de l’ARN cette étape est omise, car il s’agit déjà des acides nucléiques courts et qui sont en 1 seul brin
- le matériel est déposé sur une matrice gélatineuse sur la partie supérieure du gel (en haut), on y ajoute un échantillon connu qui sert d’une échelle de grandeur (contenant quelques fragments d’acides nucléiques dont
la taille est connue d’avance) - le gel est soumis à un courant électrique et les acides nucléiques sont séparés par l’électrophorèse (comme les nucléotides sont composés de une base azotée, un sucre ET un
groupement phosphate qui est chargé negativement) - Lorsque le courant est appliqué, les nucléotides sont attirés vers la borne positive par leurs groupements phosphates. Cette borne (+) se trouve en bas du gel. Il en suit que les acides nucléiques migrent du haut du gel vers le bas du gel. Les fragments plus courts se déplacent plus vite à travers la matrice
gélatineuse que les fragments longs qui y sont retenus. - Après 40 min, l’ADN ou l’ARN de votre échantillon est séparé selon sa taille : les segments longs se trouvent plus haut et les segments courts sont localisés plus bas. Il est possible d’estimer la taille en comparant la position d’un segment (une bande) avec l’échelle.
comment faire pour trouver un gène spécifique dans un test southern
- électrophorèse
- on crée un gène constitué de bases complémentaire au gène recherché et on y ajoute un colorant (sonde)
- Si le gène recherché est présent dans nos échantillons, la sonde va s’y coller
explique La procédure pour faire un Western
Les grandes étapes sont les mêmes que pour les 2 autres techniques, mais cette fois on travaille avec les protéines. Dans un échantillon qui contient l’ensemble des protéines produites par les cellules, on cherche une protéine donnée.
- l’échantillon est dénaturé par la chaleur et les agents chimiques : les protéines sont
déroulées jusqu’à leur structure primaire et chargées négativement. (Ceci est nécessaire pour que le passage d’une protéine à travers le gel soit uniquement influencé par sa taille (le nombre d’acides aminés) sans tenir compte de sa forme en 3D, ni de sa charge habituelle)) - Les échantillons et l’échelle (échantillon avec quelques protéines dont on connait la taille) sont déposés sur un gel, le courant est appliqué et les protéines migrent vers le bas du gel où se trouve la borne positive.
- Les petites protéines voyagent plus vite que les grosses et suite à l’électrophorèse de
40 minutes seront situées plus bas sur le gel. Du gel, les protéines sont transférées sur un filtre. Le filtre est incubé avec les anticorps dirigés spécifiquement contre une protéine donnée.
comment fonctionne les anti-corps dans la contexte de test Western
Les anticorps eux-mêmes sont des protéines. Chaque anticorps a une base similaire aux autres anticorps (une portion commune) et des « bras » variables. Les bras de chaque anticorps donné sont complémentaires par leur forme et par les liaisons chimiques qu’ils peuvent faire à un antigène donné (une portion d’une protéine donnée). Ainsi un anti-actine possède des bras qui vont se coller sur certaines portions de l’actine.
Les anticorps sont produits par les globules blancs du système immunitaire (les lymphocytes B) en réponse aux antigènes rencontrés dans le corps (ex. infection bactérienne : les anticorps sont produits contre les protéines bactériennes).
