Déterminisme du sexe chez la drosophile PDF

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Déterminisme du sexe chez la drosophile Le chromosome Y ne définit pas le sexe mâle chez la mouche comme chez l'être humain. C'est le rapport entre le nombre de gènes autosomaux déterminant le caractère mâle et le nombre de gènes femelles portés sur le ou les chromosomes X qui importe. Ainsi une mouche XY peut phénotypiquement être une femelle si la balance entre le nombre de gènes déterminant mâle et femelle penche en faveur du déterminisme femelle11. Plus précisément, si le rapport entre le nombre de chromosomes X et le nombre de jeux d'autosomes est supérieur à 1 pour 1, on obtient une mouche femelle. De même, si ce rapport est inférieur ou égal à 0,5 pour 1, on obtient une mouche mâle. Par exemple une mouche diploide (deux jeux d'autosomes) possédant deux chromosomes X est une femelle, alors qu'une mouche diploide possédant un seul chromosome X est un mâle. Il est à noter que certains génotypes particuliers donnent des mouches de phénotype intermédiaire (intersexe) et stérile

Le cycle biologique de D. melanogaster. Après l’accouplement, les femelles pondent des œufs qui donneront naissance à des larves. Après 3 stades larvaires, la larve se transforme en pupe. C’est à l’intérieur de ce cocon qu’un individu adulte ailé est en train de se métamorphoser. tous les insectes, la drosophile possède trois paires de pattes. Comme tous les diptères, elle n'a qu'une seule paire d’ailes fonctionnelles, les antérieures, alors que les postérieures sont atrophiées sous la forme d'un balancier minuscule. Les diptères sont généralement de petite taille (celle d'un pouce au maximum) : les drosophiles en sont les représentants les plus petits. Les diptères les plus connus sont bien sûr les mouches, les moustiques et les cousins, mais dans les laboratoires c'est surtout la drosophile qui fait l'unanimité. Son nom signifie « qui aime la rosée », mais en grec ancien « Droso » veut dire aussi nectar, liqueur divine, vin. En français, on l'appelle plus communément « mouche du vinaigre » car on la rencontre sur les fruits bien mûrs ou en décomposition, mais on pourrait tout aussi bien l'appeler « mouche du vin »…

La drosophile est un insecte hygrophile (qui aime l'humidité) et lucicole (qui aime la lumière). Les adultes sont sexués avec des mâles et des femelles. Après l'accouplement, les femelles déposent sur le milieu, en général les fruits, des œufs d'environ 0,5 millimètre de long, de la forme d'un ballon de rugby. Une trentaine d'heures après la ponte, les œufs vont éclore et donner naissance à une larve blanchâtre (appelée aussi « asticot ») d'environ 5 mm de longueur. Celle-ci se nourrit alors de la pulpe du fruit en creusant des galeries. À la fin de sa période de croissance, 5 à 6 jours plus tard et trois stades larvaires après, la larve rampe jusqu'à une portion sèche des aliments, ou à l'extérieur, pour se transformer en pupe. C'est à l'intérieur de ce cocon qu'aura lieu la métamorphose qui va donner le jour à un insecte adulte ailé. Celui-ci s’accouplera ensuite à son tour. Une seule femelle peut engendrer plusieurs centaines de descendants.

9: Développement précoce de l'embryon de la drosophile entre 0h et 3h après la fécondation.-A. La première ligne indique les phases des cycles mitotiques aux cours du temps. M : mitose (vert clair) ; S : réplication (violet) ; les phases gap G1 et G2 (jaune). Les temps de mitose et d'interphase sont indiqués en vert foncé et orange respectivement. (1) Fécondation, (2) Transition mid-blastuleenne, (3) début de migration des noyaux à la périphérie de l'embryon, léger ralentissement des cycles mitotiques, divisions méta-synchrones des noyaux, (4) cellularisation. Les axes horizontaux indiquent l'évolution temporelle des événements en fonction du temps en heures et du nombre de cycles mitotiques. L'image au centre est identique à la figure 1.8. B. Représentation schématique de la transition maternellezygotique. Les étoiles correspondent aux événements principaux influant quantitativement et qualitativement sur la présence des ARNm. L'activation de l'oeuf (étoile rouge) correspond au début de la dégradation des ARNm maternels ; la première et seconde vague d'activation de la transcription sont symbolisées par les étoiles bleu clair et bleu foncé respectivement. AGZ : Activation du Génome Zygotique.

11: Modèle de la spécification antéro-postérieure (AP) par les gènes à effet maternel.-(A) Les ARNm bicoid, nanos, hunchback et caudal, déposés dans l'oocyte par les cellules nourricières durant l'oogenèse. Les ARNm bicoid et nanos sont respectivement transportés aux pôles antérieur et postérieur de l'oocyte. (B) La traduction des ARNm bicoid produit un gradient antéro-postérieur et celle de nanos un gradient postéroantérieur. Bicoid empêche la traduction des ARNm caudal au pôle antérieur et Nanos inhibe la traduction des ARNm huchback au pôle postérieur. (C) Interaction parallèle de la régulation traductionnelle induisant la spécification de l'axe AP (d'après Gilbert, Developmental Biology. 6ème édition 2000) (66).

La Drosophile (Drosophila melanogaster) est une petite mouche communément appelée "mouche du vinaigre". Elle est très utilisée en biologie comme modèle depuis le début du XXè sièce car elle est très facile à élever, et le temps de génération est très court. (Le cycle de vie de D. melanogaster se déroule à 25 °C sur une dizaine de jours. Une femelle fécondée pond environ un œuf toutes les 30 minutes. Après une phase d'embryogenèse et d'organogenèse de 24 h, l'œuf donne naissance à une larve de premier stade. Les différentes phases larvaires durent environs 9 jours. Les adultes peuvent se reproduire une semaine plus tard). De plus, le génome de la drosophile est relativement simple. Elle ne comporte que 4 paires de chromosomes, pour 180 mégabases et environs 15000 gènes. L'oeuf de drosophile a une forme allongée. A ce stade, l'axe de polarité antéro-postérieur est déjà visible.

La mise en place du plan d'organisation se met en place au cours du développement embryonnaire. Elle met en jeu plusieurs type de gènes qu'on regroupe sous le terme "gènes du développement". Dans le cas de l'axe antéro-postérieur, on a plusieurs complexes de gènes qui s'activent successivement :

1. Les gènes à effet maternel : ils déterminent les axes antéro-postérieur (ex : gène bicoïd).

2. Les gènes "gap" : ils déterminent une première régionalisation du corps selon l'axe A-P (ex : gène hunchback)

3. Les gènes de segmentation : ils déterminent une série de segments le long de l'axe A-P.

Il existe donc des gènes responsables de la formation et de la répartition des segments le long du corps de l'animal. On obtient alors un embryon segmenté :

Il existe également des gènes responsables de l'organogénèse (= "construction" des organes). Quand ces gènes sont mutés les organes sont malformés. C'est le cas de la mutation vg chez la drosophile, qui aboutir à des ailes vestigiales (malformées et petites, voir photos suivantes). Il existe une autre famille de gènes du développement appelés "gènes homéotiques". http://2nde.svt.free.fr/logiciels/HomeoG/intro.html...