Carte des territoires présomptifs de l’embryon de xénope








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expression des Genes du developpement



Les gènes déterminent le comportement d’une cellule en contrôlant quelles protéines sont fabriquées par cette cellule

Le développement et la différenciation cellulaire résultent de l’activation progressive et sélective des gènes du développement. Région promotrice avec TATA box, enhancer qui contrôlent l’expression spatio-temporelle du gène, silencer, gènes de ménages (indispensable pour que la cellule survive) et certains gènes du développement qui ne servent qu’à ça.
Le contrôle de l’expression de ces gènes est donc très important car il faut qu’ils soient exprimés:

- au bon moment: contrôle temporel (certains ARN sont produit dans l’œuf mais ne s’expriment qu’après la fécondation.

- au bon endroit: contrôle spatial

- en quantité adéquate : contrôle stoechiométrique

Mutation Antennapedia



Comme toutes les étapes clés du développement sont le relais de l’activité des gènes, on pourrait être tenté d’envisager le développement uniquement en terme de mécanismes de contrôle de l’expression génétique, mais ce serait une erreur grossière.

En effet, cette expression n’est que le premier pas d’une cascade de phénomènes cellulaires qui modifient le comportement des cellules et ainsi dirigent le déroulement du développement embryonnaire.

Hybridation in situ



Permet de localiser l’expression des ARN messagers.
Synthèse d’une sonde antisens d’ARN marquée (surtout à la digoxygénine). La Digoxygénine synthétisée par des plantes, on ne peut donc pas la retrouver naturellement dans les embryons. Elle fixée covalemment à l’uridine et se complémente à l’ARN messager spécifique. Anticorps couplé à la phosphatase alcaline la reconnait.

BCIP = substrat de la phosphatase alcaline : précipité bleu.
Embryons à n’importe quel stade, que l’on fixe grâce à du formaldéhyde pour empêcher la dégradation des ARN et stabiliser l’embryon et on les perméabilise chaque cellule avec du détergent



Immuno-marquage





Les anticorps primaires sont synthétisés par injection de la protéine d’intérêt dans un autre animal (son système immunitaire va sécréter des anticorps spécifiques pour lutter contre cette protéine étrangère).

Les anticorps secondaires reconnaissent les IGg, sont couplés à des fluorochromes ou à une enzyme.

Relavage et révélation des anticorps secondaires.

C’est une immunoprécipitation de façon indirecte : comporte des anticorps secondaires. Elle est plus pratique car il suffit de faire produire les anticorps primaires et les anticorps secondaires sont achetés déjà tout prêts.

Il est possible de réaliser ces deux techniques sur des embryons entiers ou sur des coupes.

MORPHOGENE



Gènes codant pour des protéines importantes dans la morphogénèse.

Molécule soluble diffusant à partir d’une source selon un gradient décroissant de concentration et auquel les cellules répondent différemment à partir de certaines valeurs-seuils de concentration, en activant des gènes cibles.

Les morphogènes permettent aux cellules d’acquérir une information de position et donc une identité.
Chaque cellule a la potentialité de prendre une couleur bleue, blanche ou rouge. Etablissement d’un gradient : la valeur de position de chaque cellule est définie par la concentration du morphogène. La valeur de position est ensuite interprétée par les cellules : au dessus d’une certaine concentration les cellules se colorent en bleu, au dessous elles se colorent en blanc et au dessous d’un autre seuil elles deviennent rouges. Au total, cela donne le motif bleu blanc rouge qui détermine l’axe antéro-postérieur.
Les protéines sont exprimées dans certaines cellules ou à différents moments.

Ex : l’ARN bicoïde est transcrit à partir du génome maternel, il est localisé au niveau antérieur. Sa traduction est bloquée jusqu’à la fécondation, il sera ensuite traduit en protéine formant un gradient de concentration (car diffusion libre) décroissant du pôle antérieur vers le pôle postérieur.

Bicoïd responsable de la partie antérieure et nanos est localisé uniquement en partie postérieure : 2 gradients de morphogène opposés  mise en place de l’axe antéropostérieur.

Les cellules sont soumises à un gradient de DPP : elles vont ensuite exprimer de façon différente d’autres gènes selon la valeur seuil du gradient de concentration où elles se trouvent.
Mais il se passe la même chose selon l’axe D-V. Chaque cellule de l’embryon possèdent des coordonnées (x ;y) qui lui donne une information de position et donc lui donne des informations sur quelle identité elle devra adopter.

Si une cellule se comporte mal, elle aura une influence sur les cellules voisines car elles communiquent entre elles.

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