Informations

Cellules germinales vs gamètes

Cellules germinales vs gamètes


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Naïvement, je pensais que les cellules germinales sont diploïdes (au moins chez les espèces diploïdes comme l'homme/la souris). Ensuite, les cellules germinales subissent une méiose et deviennent haploïdes. Je pensais que c'était le changement critique qui définissait ces cellules dérivées appelées gamètes (spermatozoïdes/ovules) plutôt que cellules germinales. Cependant, j'ai lu que si les cellules germinales de mammifères XX subissent une méiose au cours du développement embryonnaire, les cellules germinales XY ne passent par la méiose que bien après la naissance (puberté). Cela signifierait que les gamètes femelles apparaissent plus d'une décennie avant les mâles chez l'homme. Existe-t-il une définition acceptée du moment où les cellules germinales se différencient en gamètes et la terminologie ?


Votre observation est juste.

  1. Chez les femelles (ayant XX cellules germinales de mammifères), l'ovogenèse commence par le processus de développement des ovocytes primaires, qui se produit via la transformation de l'oogone en ovocytes primaires, un processus appelé oocytogenèse. L'ocytogenèse est complète soit avant ou peu après la naissance.(1)

  2. Les "cellules germinales" sont appelées oogones. L'ovule est ne pas un produit direct de la méiose I, l'ovocyte forme un ovocyte primaire dans la méiose I, qui subit la méiose II après la fécondation donner un ovule.

L'ootide est l'ovule immature formé peu de temps après la fécondation, mais avant maturation complète en ovule. Ainsi, le temps passé en ootide se mesure en minutes… (2)

(Dans l'oogenèse, l'ootide n'a pas vraiment de signification en soi, car il est très similaire à l'ovule. Il mûrit en ovule.)

Ce schéma le résume très bien :

Oogenèse dans les cellules eucaryotes.(A) oogone où se produit la division mitotique (B) différenciation et début de la méiose I (C) ovocyte primaire (D) la méiose I est terminée et la méiose II commence (E) ovocyte secondaire (F) premier corps polaire ( G) l'ovulation doit se produire et la présence de la pénétration du sperme (fécondation) induit la méiose II jusqu'à son terme (H) ovule (I) deuxième globule polaire… (3)

  1. Il est communément admis que, lorsque l'oocytogenèse est terminée, aucun ovocytes primaires supplémentaires n'est créé, contrairement au processus masculin de la spermatogenèse, où les gamétocytes sont créés en continu.

  1. Chez les hommes, encore une fois, comme vous le dites, la spermatogenèse est le processus par lequel les spermatozoïdes haploïdes se développent à partir des cellules germinales des tubules séminifères des testicules. Les cellules germinales sont ici les spermatogonies. Mais ici, l'initiation de la spermatogenèse se produit à la puberté. Ainsi, les mâles commencent à produire du sperme lorsqu'ils atteignent la puberté, qui se situe généralement entre 10 et 16 ans.(4)

(Le processus est presque similaire à l'oogenèse, je vous recommande de commencer par la page wikipedia si vous voulez comprendre cela en détail.)

Points à emporter :

  • La première cellule haploïde formée à partir d'une cellule germinale diploïde n'est pas un ovule/spermatogone.

  • L'ovule se forme après la fécondation, tandis que les spermatozoïdes se forment à la puberté.

  • L'ovogenèse commence après la naissance, tandis que la spermatogenèse commence à la puberté.

1- https://en.wikipedia.org/wiki/Oogenesis

2- https://en.wikipedia.org/wiki/Immature_ovum#Ootid

3-https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/Oogenesis.svg

4- https://en.wikipedia.org/wiki/Spermatogenèse


Cellules germinales

UNE cellules germinales est toute cellule biologique qui donne naissance aux gamètes d'un organisme qui se reproduit sexuellement. Chez de nombreux animaux, les cellules germinales proviennent de la ligne primitive et migrent via l'intestin d'un embryon vers les gonades en développement. Là, ils subissent une méiose, suivie d'une différenciation cellulaire en gamètes matures, ovules ou spermatozoïdes. Contrairement aux animaux, les plantes n'ont pas de cellules germinales désignées au début de leur développement. Au lieu de cela, les cellules germinales peuvent provenir de cellules somatiques chez l'adulte, telles que le méristème floral des plantes à fleurs. [1] [2] [3]


Différence entre les cellules germinales et les cellules somatiques

Les cellules, comme nous le savons tous, sont les principales unités de vie chez les humains et les autres êtres vivants. Comme nous le savons tous, les cellules ont été découvertes par M. Hooke dans les années 1600 et 8217. Dès lors, il était connu pour être l'unité fonctionnelle ou primaire ou la plus petite de la vie. On les appelle aussi les éléments constitutifs de la vie.

Il existe deux principaux types de cellules. Ce sont les cellules eucaryotes et procaryotes. Les cellules eucaryotes se trouvent dans des organismes vivants à plusieurs niveaux ou multicellulaires, tandis que les cellules procaryotes se trouvent généralement dans des micro-organismes tels que des bactéries et des cyanobactéries. Il y a aussi ce que vous appelez les cellules germinales et les cellules somatiques. Attaquons-nous aux différences.

Les cellules germinales sont des cellules capables de produire et de se reproduire. Ils produisent des gamètes dans les organismes vivants par reproduction sexuée. Dans la plupart des organismes vivants, tels que les animaux, les cellules germinales proviennent de l'intestin de l'embryon, puis se transfèrent et se déplacent vers les gonades. Ces gamètes ne sont pas produits par le processus de mitose. Cependant, les gamètes sont produits par le processus de la méiose. Les gamètes ne contiennent qu'un seul jeu de chromosomes des cellules filles qu'ils dégagent.

Une cellule somatique, en revanche, n'est pas une cellule de gamète. On le trouve également dans les organismes multicellulaires. Si les cellules germinales ne contiennent qu'un seul ensemble de chromosomes, une cellule somatique a un nombre diploïde de chromosomes. « Somatique » vient du mot grec « soma » qui signifie « corps ». Si les cellules germinales proviennent de l'intestin de l'embryon, alors les cellules somatiques peuvent être trouvées dans le sang, le tissu conjonctif, les os, la peau et les organes internes. Si le processus des cellules germinales est produit par la méiose, les cellules somatiques sont produites par le processus de mitose et de cytokinèse. Cela continue de remplacer et de générer des cellules anciennes et endommagées grâce à ce processus de reproduction.

Les cellules germinales sont vitales dans le concept de reproduction dans les organismes comme chez l'homme car ce type de cellule peut expliquer comment nous pouvons évoluer. Les cellules somatiques, quant à elles, peuvent nous dire comment nous pouvons avoir des organes, des os, des tissus puisque ces types de cellules sont responsables de ces types de structures.

1. Les cellules germinales ne contiennent qu'un seul ensemble de chromosomes, une cellule somatique a un nombre diploïde de chromosomes.
2. Les cellules germinales proviennent de l'intestin de l'embryon, puis les cellules somatiques peuvent être trouvées dans le sang, le tissu conjonctif, les os, la peau et les organes internes.
3.Le processus des cellules germinales est produit par la méiose Les cellules somatiques sont produites par le processus de mitose et de cytokinèse.


Cellules germinales primordiales : connaissances actuelles et perspectives

L'infertilité est une affection qui survient très fréquemment et il est essentiel de comprendre ce qui définit une fertilité normale pour aider les patients. Les causes d'infertilité sont nombreuses et le traitement n'aboutit souvent pas à une grossesse souhaitée surtout en cas de manque de gamètes fonctionnels. Chez l'homme, la cellule germinale primordiale (CPG) est le premier type de cellules souches indifférenciées qui va se différencier en gamètes : les spermatozoïdes ou les ovocytes. Avec le développement de la biologie des cellules souches et des protocoles de différenciation, la PGC peut être obtenue à partir de cellules souches pluripotentes offrant une nouvelle possibilité thérapeutique pour traiter les couples infertiles. Des études récentes ont démontré que des souriceaux viables pouvaient être obtenus à partir de cellules souches différenciées in vitro, ce qui suggère que la traduction de ces résultats chez l'homme est plus proche. Par conséquent, le but de cette revue est de résumer les connaissances actuelles sur les PGC en indiquant la perspective de leur utilisation à la fois dans la recherche et dans les applications médicales pour le traitement de l'infertilité.

Les figures

Horaire et signaux impliqués…

Calendrier et signaux impliqués dans la régulation des cellules germinales primordiales (CPG)…

Fabriquer des gamètes à partir de tiges pluripotentes…

Fabriquer des gamètes à partir de cellules souches pluripotentes (PSC). Cellules germinales primordiales (CPG), germe embryonnaire…


Différence entre les cellules germinales et les cellules somatiques

le différence principale entre les cellules germinales et les cellules somatiques est que les cellules germinales créent les cellules reproductrices d'un nouvel individu par la moitié du nombre de chromosomes d'une cellule somatique. Les cellules somatiques sont un type régulier de cellules d'un organisme vivant autre que les cellules reproductrices (cellules germinales).

Cellules germinales vs cellules somatiques

Les cellules germinales font référence à une cellule vivante qui donne naissance aux gamètes d'un organisme, tandis que les cellules somatiques sont toute cellule biologique qui se développe dans le corps d'un organisme, c'est-à-dire une cellule souche ou un gamétocyte indifférencié dans un organisme multicellulaire. Les cellules somatiques sont également appelées cellules végétales. Chez de nombreux animaux, les cellules germinales commencent dans la lignée primitive et migrent vers les gonades en développement via l'intestin d'un embryon. Chez les mammifères, les cellules somatiques constituent tous les organes internes, les os, la peau, le tissu conjonctif et le sang. Chez les mammifères, les cellules germinales donnent naissance à des ovules et à des spermatozoïdes qui fusionnent et produisent une cellule appelée zygote lors de la fécondation, qui se différencie en cellules d'un embryon. Dans les cellules germinales, lorsqu'une mutation se produit, elle est transférée à la génération suivante par génération sexuelle. Environ 220 types de cellules somatiques dans le corps humain sont présentes et ne se transmettent jamais à leur descendance car elles ne sont pas impliquées dans la reproduction sexuée. Les cellules germinales sont les seules cellules pouvant subir une méiose ainsi qu'une mitose lors de la reproduction sexuée et produire des gamètes haploïdes. Les cellules somatiques ne se divisent que par mitose lors de la reproduction asexuée qui forme les éléments constitutifs de toutes les autres cellules du corps des animaux.

Tableau de comparaison

Cellules germinalesCellules somatiques
Une cellule embryonnaire avec le potentiel de se développer en gamète.Toutes les cellules d'un corps autres que les cellules germinales.
Ploïdie
Un jeu de chromosomes.Deux jeux de chromosomes.
Différenciation
Ne peut pas être différencié.Peut être différencié en différents types de cellules du corps.
Présence
Présent uniquement dans le système reproducteur.Présent dans toutes les parties du corps.
Mutation
il a transféré à la progéniture.Non porté à la progéniture.
la reproduction
reproduction principalement sexuée.reproduction asexuée.
Les figures
Très peu en nombre/chiffres.Présent dans la majorité des cellules du corps.
Exemples
Sperme et ovules.Cellule musculaire, cellules de l'estomac, cellules nerveuses

Que sont les cellules germinales ?

Les cellules germinales sont une cellule qui donne naissance à des gamètes et fait référence à un ensemble de chromosomes dans les cellules filles et peut transférer des informations génétiques aux générations suivantes car elles sont le lien entre les générations, comme on dit parfois qu'elles sont immortelles. Les cellules germinales sont les seules cellules dans lesquelles se produisent à la fois la méiose et la mitose. L'hérédité des cellules germinales est appelée lignée germinale. L'arrangement des cellules germinales commence dans l'épiblaste lors du clivage chez de nombreux animaux et de la gastrulation chez les mammifères et les oiseaux. Parfois, une mutation se produit, par exemple. La tumeur des cellules germinales est un cancer rare qui peut affecter des personnes de tout âge, principalement des enfants, et représente 4% de tous les cas de cancer. Les cellules germinales sont des cellules qui peuvent se reproduire et produire des gamètes par reproduction sexuée dans des organismes vivants. Les cellules germinales peuvent expliquer comment nous pouvons évoluer et sont vitales dans la perception de la reproduction chez les organismes comme chez les humains.

Exemples

Les spermatozoïdes du mâle et les ovules de la femelle.

Que sont les cellules somatiques ?

Les cellules régulières du corps autres que les spermatozoïdes et les gamètes sont appelées cellules somatiques. Les cellules somatiques ne sont divisées que par mitose et contiennent toutes les cellules autres que les cellules germinales et forment les éléments constitutifs du corps. Typiquement, les cellules somatiques sont produites par mitose dans la reproduction asexuée chez l'homme et sont diploïdes car deux ensembles de chromosomes homologues sont présents dans le noyau d'un humain. Certaines espèces peuvent être constituées de cellules somatiques polyploïdes ou diploïdes. Les cellules somatiques polyploïdes sont généralement présentes dans les plantes. Chez l'homme, des divisions cellulaires mitotiques continues se produisent dans l'organisme multicellulaire et la fusion d'un spermatozoïde forme le zygote diploïde. Le corps humain contient plus de trois mille milliards de cellules somatiques. Ces cellules somatiques se répartissent dans quatre types principaux de tissus du corps appelés tissus conjonctifs, tissus épithéliaux, tissus nerveux et tissus musculaires. Les tissus forment des organes et les organes forment des systèmes d'organes. Les mutations se produisent dans les cellules somatiques car elles ne jouent aucun rôle dans la reproduction sexuée car elles ne peuvent pas contribuer à l'évolution. Le clonage est utilisé pour produire les mêmes clones génétiques d'animaux. Dans la cellule somatique, le noyau est retiré de la cellule et injecté dans un ovule d'un autre individu de la même espèce. Le matériel génétique de l'animal a été retiré avant l'injection de la cellule somatique dans le noyau. Les cellules somatiques peuvent nous dire comment nous pouvons avoir des os, des organes et des tissus, car ces types de cellules sont responsables des structures du corps.

Exemples

Présent dans les os, les muscles de la peau et les cellules nerveuses.

Différences clés

  1. Les cellules germinales font référence aux cellules embryonnaires susceptibles de se développer en gamètes, tandis que les cellules somatiques sont toutes les cellules du corps autres que les cellules germinales.
  2. Les cellules germinales ne contiennent qu'un seul ensemble de chromosomes alors que la cellule somatique a deux ensembles de chromosomes.
  3. Les cellules germinales ont traversé l'intestin de l'embryon, puis les cellules somatiques, car elles peuvent être présentes dans les os, le sang, la peau, le tissu conjonctif et les organes internes.
  4. Les cellules germinales se développent par méiose. Inversement, les cellules somatiques se développent par le processus de mitose et de méiose.
  5. Les cellules germinales ne peuvent pas être différenciées mais les cellules somatiques peuvent être différenciées.
  6. Les cellules germinales ne sont présentes que dans le système reproducteur, au contraire les cellules somatiques sont présentes dans toutes les parties du corps.
  7. Cellules germinales Présentes très peu alors que les cellules somatiques sont présentes dans la majorité des cellules du corps.
  8. Les cellules germinales ont porté la mutation à la génération suivante alors que la mutation dans les cellules somatiques ne peut pas être transférée à la suivante
  9. Les cellules germinales sont présentes dans les spermatozoïdes et les ovules, au contraire, les cellules somatiques sont présentes dans les muscles, les tissus osseux et les cellules nerveuses.

Conclusion

De la discussion ci-dessus, il conclut que la cellule germinale est une cellule embryonnaire avec le potentiel de se développer en un gamète et que les cellules somatiques sont les cellules du corps autres que les cellules germinales et se divisent par mitose. Les deux cellules contribuent à la constitution de l'organisme multicellulaire.

Janet Blanc

Janet White est rédactrice et blogueuse pour Difference Wiki depuis 2015. Elle est titulaire d'une maîtrise en journalisme scientifique et médical de l'Université de Boston. En dehors du travail, elle aime faire de l'exercice, lire et passer du temps avec ses amis et sa famille. Connectez-vous avec elle sur Twitter @Janet__White


Les gamètes (sperme et œufs) sont haploïdes et fabriqués par méiose

La plupart des cellules eucaryotes sont diploïde (2N), indiquant qu'ils contiennent deux ensembles complets de chromosomes, un ensemble de chacun des parents de l'organisme. “Ploïdie” est le nombre d'ensembles complets de chromosomes qu'une cellule possède, et “di” signifie deux, donc diploïde = deux copies. Lorsque les organismes diploïdes se reproduisent sexuellement, ils produisent une nouvelle progéniture par la fusion de deux haploïde gamètes (sperme et œufs). Haploïde (1N) les cellules ont une seule copie de chaque chromosome. Lorsque les deux gamètes haploïdes fusionnent, ils fusionnent leurs informations génétiques, ce qui donne une descendance diploïde. Si les gamètes n'étaient pas haploïdes, la fusion des gamètes diploïdes donnerait une progéniture tétraploïde (4N), qui aurait deux fois plus de chromosomes qu'ils sont censés avoir, et deux fois plus de chromosomes que les autres membres de leur propre espèce.

Méiose est un processus spécial de division cellulaire qui produit des gamètes haploïdes à partir de cellules diploïdes. Tout comme la mitose, la méiose commence par une cellule diploïde qui a subi une réplication de l'ADN. Mais contrairement à la mitose, la méiose a deux divisions séquentielles (méiose I et méiose II) et aboutit à 4 cellules haploïdes. Par comparaison, la mitose n'a qu'une division et donne 2 cellules diploïdes. La méiose est fondamentalement un mécanisme pour réduire la ploïdie et allouer l'ADN de manière équitable dans les cellules gamètes.

La méiose ouvre la voie au fonctionnement de l'héritage (ce qui est le sujet de notre prochain cours). Voici ce qui se passe pendant la méiose, qui est divisée en deux divisions cellulaires, numérotées I et II :

  • Méiose I (alias “division de réduction”) :
    1. Les chromosomes homologues s'apparient et s'alignent bout à bout (synapsis), et le croisement (échange d'ADN) se produit entre les chromosomes homologues (Prophase I).
    2. Des paires de chromosomes homologues s'alignent le long de la plaque métaphasique (métaphase I).
    3. Les chromosomes homologues se séparent, avec un allant de chaque côté de la cellule en division, cette séparation crée des cellules haploïdes (cellules 1N) la séparation de chaque paire de chromosomes homologues se produit indépendamment, de sorte que toutes les combinaisons possibles de chromosomes maternels et paternels sont possibles dans les deux cellules filles (anaphase I).
    4. L'enveloppe nucléaire se reforme autour des chromosomes homologues séparés. La cytokinèse se produit après la télophase I pour produire deux cellules haploïdes (télophase I).
  • La méiose II est essentiellement exactement la même que la mitose, sauf que les cellules sont haploïdes au lieu de diploïdes. Les cellules entrent dans la méiose II avec des cellules haploïdes qui contiennent deux copies identiques (chromatides sœurs) de chaque chromosome, et celles-ci sont séparées en deux nouvelles cellules à la fin de la méiose II.

Ce qu'il faut retenir, c'est que la méiose entraîne la production de haploïde cellules. Les cellules sont en fait haploïdes après la méiose I, ce qui semble assez déroutant, mais c'est vrai !

Voici deux schémas simplifiés illustrant le processus global et les produits de la méiose (en haut) par rapport à la mitose (en bas). Comparez les résultats finaux de la mitose avec les produits de la méiose I, et vous pouvez voir que les choses semblent assez différentes même après la première division méiotique :

Aperçu de la méiose. Dans la prophase I, les chromosomes homologues s'apparient et se séparent dans la première division (Méiose I). Dans la Méiose II, les chromatides sœurs se séparent. Crédit image : de Wikipedia par Rdbickel.

Aperçu de la mitose. Crédit image : Wikimedia Commons (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Major_events_in_mitosis.svg)

Et cette vidéo donne un aperçu de la méiose :

Le nombre de chromosomes, N, chez les eucaryotes, fait référence au nombre de chromosomes dans une cellule haploïde, ou gamète (sperme ou ovule). Les cellules diploïdes (toutes les cellules de notre corps à l'exception de nos gamètes) ont 2N chromosomes, car un organisme diploïde est créé par l'union de 2 gamètes contenant chacun 1N chromosomes. En termes de nombre de chromosomes (ploïdie), il est utile de considérer les chromosomes comme des ensembles d'informations génétiques. Une paire de chromatides sœurs (le résultat de la réplication de l'ADN pendant la phase S) n'est en fait qu'un seul chromosome car elle possède des informations génétiques (allèles) héritées d'un seul parent. Une paire de chromosomes homologues, chacun constitué d'une seule chromatide dans une cellule fille à la fin de la mitose, possède des allèles du père et de la mère, et compte pour 2 chromosomes.

La vidéo ci-dessous présente un moyen utile de reconnaître le nombre de chromosomes présents dans une cellule (et donc le niveau de ploïdie de cette cellule) :


Spermatogenèse

Les mâles peuvent produire des spermatozoïdes lorsqu'ils atteignent la puberté à l'âge de 10 à 16 ans. Environ 200 millions de spermatozoïdes produisent en une journée. Ces spermatozoïdes se produisent dans les tubules séminifères des testicules du mâle. Dans ce cas, les tubules séminifères sont séparés par la barrière hémato-testiculaire de la circulation systématique.

La spermatogenèse est un processus de production de spermatozoïdes qui se produit dans les gonades mâles ou les testicules. Les testicules humains sont constitués de nombreux tubules séminifères tapissés par les cellules de l'épithélium germinal.

Cet épithélium germinal joue un rôle important dans la production de spermatozoïdes au cours du processus de spermatogenèse. La cellule germinale contient également des cellules somatiques, appelées cellules de sertoli, qui ont pour rôle de nourrir les spermatozoïdes ou les spermatozoïdes en développement.

Image montrant le processus de spermatogenèse : crédit d'image-wikimedia commons

La spermatogenèse est un processus continu et elle peut être décrite sous quatre rubriques différentes :


Qu'est-ce qu'une cellule germinale ?

Une cellule germinale peut être soit un spermatozoïde, soit un ovule, soit un embryon précoce une cellule qui est impliquée dans la reproduction des organismes multicellulaires. Une cellule germinale est principalement responsable de la transmission de l'information génétique aux générations suivantes. Parce qu'il porte des informations génétiques, les mutations des cellules germinales peuvent également être transférées du parent à la progéniture. Les cellules germinales ne contiennent qu'un seul ensemble de chromosomes. Au cours du processus de reproduction, lorsque deux cellules germinales de chaque parent se réunissent, elles forment un zygote. Le zygote contient à la fois les chromosomes maternels et paternels. Les cellules somatiques et germinales proviennent du zygote, qui sera ensuite converti en une nouvelle progéniture. La production de spermatozoïdes est appelée spermatogenèse, tandis que la production d'ovules est appelée ovogenèse.

Néoplasie germinale intratubulaire


Cellules germinales

Aperçu

Les cellules germinales sont un élément central de la reproduction sexuée chez les animaux. Ils sont la voie par laquelle le génome et les composants cytoplasmiques sont transférés à la génération suivante. Cette voie utilise la méiose et la gamétogenèse, des processus uniques aux cellules germinales. Les cellules germinales se différencient pour produire des gamètes mâles et femelles, du sperme et des ovules non fécondés (ovocytes ou ovules) et subissent une méiose pour produire un ensemble haploïde de chromosomes. Les gamètes haploïdes s'unissent ensuite pour former un zygote diploïde qui se développe en un nouvel individu. La reproduction sexuée à médiation par les cellules germinales crée ainsi une diversité génétique essentielle à l'évolution : la méiose et la fusion des gamètes génèrent des descendants qui sont génétiquement différents les uns des autres et distincts de l'un ou l'autre des parents. Chez de nombreux animaux, il existe une lignée germinale, composée de cellules germinales qui formeront des gamètes, et une lignée somatique, contenant la majorité des cellules, qui forment le reste de l'organisme (tissus tels que l'intestin et les membres). On peut voir que le raison d'être pour les cellules somatiques de l'organisme est de faciliter la fonction de la lignée germinale afin que leur matériel génétique soit transmis à la génération suivante. Ci-dessous sont décrites les caractéristiques des cellules germinales et leur développement, en termes généraux et avec des exemples d'organismes spécifiques, qui leur confèrent leur caractère unique.


Cellules germinales vs gamètes - Biologie

Les cellules germinales donnent naissance aux gamètes chez l'homme, qui sont des cellules pouvant subir une méiose, par opposition aux cellules somatiques qui subissent une mitose. Les gamètes sont des cellules germinales diploïdes qui se développent en ovules haploïdes et en spermatozoïdes par ovogenèse et spermatogenèse. L'analyse du transcriptome montre que 77% (n=15083) de toutes les protéines humaines (n=19670) sont détectées dans les cellules germinales et 4545 de ces gènes montrent une expression élevée dans toutes les cellules germinales par rapport aux autres groupes de types cellulaires.

Le transcriptome des cellules germinales à base de scRNA-seq peut être analysé en ce qui concerne la spécificité, illustrant le nombre de gènes avec une expression élevée dans chaque type de cellule germinale spécifique par rapport aux autres types de cellules (tableau 1). Les gènes avec une expression élevée sont divisés en trois sous-catégories :

  • Type de cellule enrichi : niveau d'ARNm au moins quatre fois plus élevé dans un certain type de cellule par rapport à tout autre type de cellule.
  • Groupe enrichi : niveau moyen d'ARNm au moins quatre fois plus élevé dans un groupe de 2 à 10 types de cellules par rapport à tout autre type de cellule.
  • Type de cellule amélioré : niveau d'ARNm au moins quatre fois plus élevé dans un certain type de cellule par rapport au niveau moyen de tous les autres types de cellules.


Tableau 1. Nombre de gènes dans les catégories de spécificité subdivisées d'expression élevée dans les types de cellules germinales analysés.

Type de cellule Type de cellule enrichiGroupe enrichiType de cellule amélioréTotal élevé
spermatogonie 54 155 448 657
spermatocytes 65 310 810 1185
Spermatides précoces 231 1311 1616 3158
Spermatides tardives 61 1185 1286 2532
Toutes les cellules germinales 411 1453 2681 4545

Une analyse approfondie des gènes élevés dans les cellules germinales à l'aide de scRNA-seq et du profilage de protéines à base d'anticorps nous a permis de visualiser les modèles d'expression de ces protéines dans différents types de cellules germinales : spermatogonies, spermatocytes, spermatides précoces, spermatides tardifs et autres germes. cellules.

Spermatogone - testicule

Comme le montre le tableau 1, 657 gènes sont élevés dans les cellules germinales des spermatogonies par rapport aux autres types de cellules. Les spermatogonies sont des cellules diploïdes qui forment la couche basale du canal séminifère et présentent la phase initiale de la spermatogenèse, avant la méiose. Les spermatogonies subissent une division cellulaire asymétrique résultant en deux sous-types, les cellules de type A qui ont des propriétés semblables à celles des cellules souches et maintiennent la population de spermatogonies, et les spermatogonies de type B qui continueront à évoluer en spermatocytes primaires. Des exemples de gènes exprimés dans les cellules spermatogonales préméiotiques comprennent la protéine spécifique du testicule, Y-linked 2 (TSPY2), un facteur de transcription principalement exprimé dans les noyaux des spermatogonies, qui joue un rôle clé dans la détermination et la différenciation du sexe masculin en contrôlant le développement des testicules et prolifération des cellules germinales. Un autre exemple est l'antigène du sarcome 1 (SAGE1), qui est un gène lié au cancer qui appartient à la famille des antigènes du testicule du cancer (CTA), dont il est suggéré qu'il constitue des cibles importantes pour l'immunothérapie.

Spermatocytes - testicules

Comme le montre le tableau 1, 1185 gènes sont élevés dans les cellules germinales des spermatocytes par rapport aux autres types de cellules. Les spermatocytes sont dérivés des spermatogonies de type B et peuvent être subdivisés en spermatocytes primaires qui entrent dans la première méiose et en spermatocytes secondaires qui entrent dans la deuxième méiose pour produire des spermatides haploïdes. La phase la plus longue de la méiose est la prophase I qui est subdivisée en différentes étapes comprenant le préleptotène et le pachytène. Plusieurs des protéines spécifiques des testicules localisées dans les spermatocytes sont impliquées dans la différenciation, la prolifération et la méiose testiculaires. Les spermatocytes pachytènes sont facilement reconnaissables en étant les seules cellules germinales méiotiques observées sur les coupes d'histologie testiculaire en raison de la longue durée de la prophase méiotique I. La protéine du complexe synaptonémal structurel (SYCP3) est impliquée dans la recombinaison et la ségrégation des chromosomes méiotiques. La protéine synaptogyrine 4 (SYNGR4) est une protéine membranaire qui appartient à la famille des synaptogyrines et sa fonction n'est pas claire.

Spermatides précoces - testicules

Comme le montre le tableau 1, 3158 gènes sont élevés dans les cellules germinales des spermatides précoces par rapport aux autres types de cellules. Les spermatides résultent de la division des spermatocytes secondaires et donc de l'achèvement de la méiose. Ces cellules sont divisées en spermatides précoces (spermatides rondes) et en spermatides tardifs (spermatides allongés). Bien que les spermatides ne soient pas divisées, elles subissent un processus complexe de métamorphose (appelé spermiogenèse). Les premières spermatides sont transcriptionnellement actives. Un exemple d'une protéine spermatide précoce est la spermatozoïde associée à l'acrosome 4 (SPACA4), qui est une protéine membranaire de surface du sperme qui peut être impliquée dans l'adhésion et la fusion de la membrane plasmique spermatozoïde et ovule pendant la fécondation. Un autre exemple est le produit protéique de la protéine de liaison à la zone pellucide (ZPBP), qui jouerait un rôle dans la compaction des acrosomes et la morphogenèse des spermatozoïdes. C'est l'une des nombreuses protéines qui sont censées participer à la fusion du sperme et de la zone pellucide de l'ovule.

Spermatides tardives - testicules

Comme le montre le tableau 1, 2532 gènes sont élevés dans les cellules germinales des spermatides tardives par rapport aux autres types de cellules. La spermatide tardive finira par devenir des spermatozoïdes qui seront libérés dans la lumière du tubule séminifère. L'ADN deviendra densément emballé et formera un acrosome et une zone médiane avec des mitochondries. Contrairement aux spermatides précoces, les spermatides tardives sont inertes sur le plan de la transcription lorsque l'acrosome est complètement développé en raison de la chromatine étroitement tassée. Des exemples de protéines enrichies de type cellulaire dans les spermatides tardives sont la spermatogenèse associée 3 (SPATA3) et la sous-unité régulatrice 32 de la protéine phosphatase 1 (PPP1R32). Cependant, leur fonction reste à étudier.

Autres cellules germinales

Les cellules germinales femelles, les ovocytes, sont produites dans les ovaires, dans une structure anatomique appelée follicule ovarien. L'ovogenèse est un processus discontinu qui débute au cours de la vie fœtale avec le développement de l'ovocyte primaire. Une seule couche de cellules de la granulosa entoure chaque ovocyte primaire, arrêté en prophase I jusqu'à la puberté. Les cellules de la granulosa, à leur tour, sont enfermées dans une fine couche de matrice extracellulaire. Ces structures sont appelées follicules primordiaux. À la puberté, les follicules primordiaux finissent par se transformer en follicules vésiculaires primaires, secondaires et tertiaires. Chaque mois, généralement, un seul follicule primaire en développement devient dominant et atteint une maturation complète pour libérer l'ovocyte. La sous-unité inhibine alpha (INHA) exprimée dans les ovaires est une protéine qui régule négativement l'hormone folliculostimulante (FSH) dans l'hypophyse. La cadhérine 11 (CDH11) est une autre protéine exprimée dans les ovaires ainsi que dans d'autres tissus. Les cadhérines sont une famille de protéines qui est liée à l'adhésion de cellule à cellule et est importante pour maintenir la structure du tissu conjonctif.

Les cellules germinales sont des cellules précurseurs des gamètes de l'homme et de la femme. Ces cellules sont les seules cellules du corps qui subissent une méiose au lieu d'une mitose par rapport aux autres cellules somatiques. Les cellules germinales se différencieront en ovules et spermatozoïdes par la spermatogenèse (développement des spermatozoïdes) et l'ovogenèse (développement des ovules). Lorsque les cellules germinales se différencient en ovules non fécondés et en spermatozoïdes, elles deviendront des gamètes haploïdes (la moitié du code génétique) par méiose. Les cellules haploïdes, lorsqu'elles sont fusionnées, contribueront aux différences génétiques dans la progéniture, créant des individus génétiquement différents.

L'histologie des organes contenant des cellules germinales, y compris des images interactives, est décrite dans le dictionnaire d'histologie de l'Atlas des protéines.

Ici, les gènes codant pour les protéines exprimés dans les cellules germinales sont décrits et caractérisés, ainsi que des exemples de coupes de tissus colorées par immunohistochimie qui visualisent les modèles d'expression protéique correspondants des gènes avec une expression élevée dans différents types de cellules germinales.

Le profilage du transcrit était basé sur des données d'expression à l'échelle du génome accessibles au public provenant d'expériences scRNA-seq couvrant 13 tissus normaux différents, ainsi que sur l'analyse des cellules mononucléées du sang périphérique humain (PBMC). Tous les ensembles de données (comptes de lecture de cellules non filtrés) ont été regroupés séparément à l'aide du clustering Louvain et les clusters obtenus ont été rassemblés à la fin, ce qui a donné un total de 192 clusters de types cellulaires différents. Les grappes ont ensuite été annotées manuellement sur la base d'une étude des marqueurs connus spécifiques aux tissus et aux types cellulaires. Les données scRNA-seq de chaque groupe de cellules ont été agrégées pour obtenir la moyenne des transcrits codant pour les protéines normalisées par million (pTPM) et la valeur d'expression normalisée (nTPM) pour tous les gènes codant pour les protéines. Une classification de spécificité et de distribution a été réalisée pour déterminer le nombre de gènes élevés dans ces types cellulaires uniques, et le nombre de gènes détectés dans un, plusieurs ou tous les types cellulaires, respectivement.

Il convient de noter que puisque l'analyse a été limitée aux ensembles de données de 13 organes seulement, tous les types de cellules humaines ne sont pas représentés. De plus, certains types cellulaires ne sont présents qu'en faibles quantités, ou identifiés uniquement dans des amas cellulaires mixtes, ce qui peut affecter les résultats et biaiser la spécificité du type cellulaire.

Uhlén M et al., Carte tissulaire du protéome humain. Science (2015)
PubMed : 25613900 DOI : 10.1126/science.1260419

Fagerberg L et al., Analyse de l'expression spécifique des tissus humains par l'intégration à l'échelle du génome de la transcriptomique et de la protéomique à base d'anticorps. Mol Cell Protéomique. (2014)
PubMed : 24309898 DOI : 10.1074/mcp.M113.035600

Guo J et al., L'atlas des cellules transcriptionnelles des testicules humains adultes. Rés. (2018)
PubMed : 30315278 DOI : 10.1038/s41422-018-0099-2


Voir la vidéo: Le Gamète mâle 2 ème partie biologie animale L1 Snv (Décembre 2022).