Détermination du sexe

SarahV 5 décembre 2006 à 14:59 (MET)
KatiaL 5 décembre 2006 à 15:01 (MET)
CelineG 5 décembre 2006 à 15:02 (MET)

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VANDENBERGH John, Hormones et détermination du sexe, Pour la science, n°311, Septembre 2003

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Introduction

Certains gènes peuvent avoir une influence sur la détermination du sexe d'une personne au moyen d'hormones.
Celles-ci, codées par les gènes, permettent de nuancer le genre d'un individu, en agissant sur les caractères sexuels primaires et secondaires.

Qu'est-ce que sont les hormones?

Une hormone est un messager chimique qui agit à distance de son site de production par fixation sur des récepteurs spécifiques.

Une hormone est une molécule produites par le système endocrinien (une glande endocrine ou un tissu endocrinien) en réponse à une stimulation.

Elle est ensuite diffusé dans l'ensemble de l'organisme. Chez les animaux elles sont généralement sécrétées dans le sang ou la lymphe. Chez les végétaux, les hormones sont soit véhiculées par la sève, soit transportées activement par les cellules, soit elles sont diffusées entre les cellules dans la paroi.

L'organe émetteur agit ainsi à distance sur l'ensemble des organes cible, dont les récepteurs sont activés au contact des l'hormones spécifiques.

Les hormones sont des protéines synthétisées par des cellules endocrines. Elles sont transportées dans le sang, pouvant ainsi agir sur des cellules situées ailleurs dans le corps.

Ce sont les gènes qui codent les informations nécessaires aux enzymes pour fabriquer les hormones. La quantité d'hormone produite dépend quant à elle de facteurs extérieurs comme le stress, l'alimentation, ou la température par exemple.

Les hormones servent à coordonner les activités de différentes cellules et de divers tissus. Elles sont impliquées dans de nombreuses fonctions physiologiques importantes: la nutrition, le métabolisme énergétique, l'équilibre du milieu intérieur, le développement et la croissance, la maturation du système nerveux… Dans le cas de la détermination du sexe, ce sont les hormones sexuelles, (l'œstrogène ou la progestérone chez les femelles et la testostérone chez les mâles, entre autres), qui sont concernées.

Source: Cain, Découvrir la biologie

http://fr.wikipedia.org/wiki/Hormone

Quelle est l'influence des hormones sur la détermination du sexe?

Grâce à des expériences, on a pu constater que les hormones avaient une influence sur le foetus lors de son développement foetal. On a donc observé l'influence qu'avait une importante quantité de testostérone chez les souris lors de la gestation: si une souris femelle est entourée de 2 mâles durant ce processus, la distance entre l'anus et les glandes génitales sera plus grande. Cette distance est en effet différente chez les mâles et les femelles, étant donné que chez les mâles, la testostérone augmente celle-ci. On a également pu constater que les souris femelles ayant été proches de mâles pendant la gestation seront "masculinisées", leur physiologie et leur comportement ressembleront plus a ceux d'un mâle que d'une femelle n'ayant pas été proche de mâles durant le développement foetal. Celles-ci seront moins reproductrices car leur puberté est retardée (c'eswt une nouvelle preuve de l'influence des hormones, car chez les mâles la puberté est généralement plus tardive que chez les femelles) et qu'elles attirent moins les mâles.De plus, elles sont plus agressives ce qui leur permet de mieux défendre leur territoire.

Il peut y avoir des aventages comme des inconvénients pour ces souris masculinisées selon leur environnement.Si leurs conditions de vie sont bonnes elles seront désaventagées puisqu'elles sont moins reproductrises, tandis qu'en cas de surpopulation elles sont aventagées car leur agressivité les aide à défendre leur territoire.Cela permet donc d'expliquer les différences de comportement et d'adaptation entre les souris s'étant développées en présence de grandes quantité de testostérone et les autres.

Quand les hormones agissent-elles de manière plus intensive sur l'individu?

• Chez les mâles, il y a deux grandes "vagues" hormonales: lors du développement foetal et de la puberté.
  
• Chez les femelles, ce n'est qu'à la puberté que la quantité d'hormones sexuelles augmente d'une façon considérable.

Ces grandes quantités d'hormones permettent de modifier le corps ainsi que le comprtement.

Que sont les perturbateurs endocriniens?

Les perturbateurs endocriniens sont des composés présents dans l'environnement qui imitent l'effet des hormones ou qui interagissent avec elles. Certains d'entre eux interfèrent avec les oestrogènes, mais il y en a peu qui agissent avec les hormones mâles.

Les hommes sont responsables de la fabrication d'une grande partie de ces perturbateurs endocriniens, comme ceux contenus dans le plastique, les plastiques et certaines substances chimiques industrielles.

Que causent les perturbateurs endocriniens?

Les perturbateurs endocriniens provoquent des anomalies de développement et des problèmes de reproduction.Cela modifie le moment ou survient la puberté.Par exemple, les souris femelles exposées au bisphénol A ( il imite l'oestrogène et se trouve dans les emballages destinés à l'alimentation) durant la gestation auront une puberté plus précoce. Cela a un effet plus important chez les femelles qui n'étaient pas entourées de mâles à ce moment là. Cependant, chez les femelles qui étaient entourées par deux mâles la puberté est moins avancée, car la présence du testosterone compense l'augmentation d'oestrogènes dû au bisphénol A.
Les perturbateurs endocriniens modifies également le comportement. Une expérience a été faite avec un perturbateur endocrinien qui bloquait la testostérone. Le comportement de jeu de ceux qui en ont été influencé durtant la gestation a alors été modifié:...

Comment les perturbateurs endocriniens sont-ils détectés?

Le meilleur moyen de les détecter est de les tester sur les animaux, mais ces tests sont longs et coûteux. D'ailleurs, pour les tester en laboratoire, il est nécessaire de connaître la quantité d'un produit chimique dans l'envirennement et la concentration que l'on teste en laboratoire.

Pour avoir une étude complète de tous les perturbateurs, il faut les tester avec différentes concentrations, car il y a des effets qui se produisent seulement à haute concentration et d'autre à faible concentration mais aussi à concentration moyenne.

Par ailleurs, les expériences doivent être très rigoureuse car les perturbateurs se combinent aux variations naturelles des concentrations hormonales dans l'hutérus.

Quand les biologistes testent la perturbation endocrinienne due à un composé préçis, il ne faut pas qu'il y ait des facteurs autres que le produit testé.

Par exemple, il faudrait comparer tous les animaux qui ont la même position intra-utérine, car on détecterait de façon plus fiable toute anomalie due à un perturbateur endocrinien.

Quels sont les effets d'une exposition aux hormones prénatales?

Tout d'abord, il faut savoir que les perturbateurs endocriniens contenus dans les matières plastiques, dans les pesticides et dans les produits ménagers passent facilement dans l'eau et dans la nourriture et modifient la biologie reproductive et le développement. C'est pourqoi, les être humains et les grands mammifères sont aussi affectés quand ils sont exposés à une hormone prénatale. Par exemple, les femmes qui ont un frère jumeau sont moins inhibées et recherche plus l'aventure que les femmes ayant une soeur jumelle. Mais aussi, des brebis gestantes qui ont eu 2 mâles comme voisins de portée ont plus de chances de perdre leurs foetus.

Les 4 étapes de la détermination du sexe

Il y a 4 étapes principales dans la détermination du sexe, ce qui permet de passer d'un stade indifférencié (identique chez les mâles et chez les femelles) au stade final, où les appareils génitaux propres à chaque genre sont complétement développés.

• Première étape: stade phénotypique indifférencié

La gonade embryonnaire des mammifères passe par un stade indifferencié, même si le sexe de l'embryon est déterminé par la présence des chromosomes X et Y dès la fecondation. L'appareil génital présente alors à la fois les canaux de Müller (ébauches des futures voies génitales femelles) et les canaux de Wolff (ébauches des voies génitales mâles). Le développement des gonades est alors identique chez l'homme et la femme, et ce jusqu'à la 8ème semaine après la fécondation.

• Seconde étape: du sexe génétique au sexe gonadique

Le gène Sry, situé sur le chromosome Y, est ensuite activé . Ce gène, lorsqu'il est exprimé dans les gonades, permet la synthèse de la protéine Sry (qui est aussi appelée protéine TDF: Testis Determining Factor). Cette protéine déclenche l'expression de nombreux gènes (appelés gènes architectes) qui permettent à la différentiation de la gonade indifférenciée en testicule.
C'est seulement à ce moment là que la différence XX / XY intervient dans l'élaboration du phénotype sexuel. La protéine Sry sert en effet de signal pour le développement des gonades en testicules. Si le gène Sry est présent, on a alors une acquisition du sexe gonadique mâle.
Mais si le gène Sry n'est pas présent, comme chez les femelles (qui ont 2 chromosomes X, sur lesquels ce gène n'est pas présent)la protéine Sry n'est pas produite. Les gonades deviennent alors spontanément des ovaires. On dit alors qu'il y a acquisition du sexe gonadique femelle.

• Troisième étape: du sexe gonadique au sexe phénotypique différencié

Dans le testicule, la masculinisation de l'appareil génital est contrôlée par la production de testostérone synthétisées par les cellules interstitielles (cellules de Leydig) et d'hormones antimüllériennes produites par les cellules de Sertoli.

-La mise en place du sexe phénotypique mâle se fait sous l'action des hormones testiculaires: la testostérone,l'hormone antimüllérienne(AMH) et l'Insl3(Insulin-like).
-La testostérone, produite par les cellules de Leydig permet le maintien des canaux de Wolff et leur différenciation en épididyme (canal déférent et vésicules séminales)
-l'hormone antimüllérienne est elle produite par les cellules de Sertoli (provenant de la différenciation des cellules des cordons testiculaires, autres que les cellules germinales. Les cellules de Sertoli permettent aussi la nutrition des spermatozoïdes) favorise la dégénérescence du canal de Müller.
-l'Insl3, qui est une hormone produite par les cellules de Leydig, permet la descente testiculaire.

-Chez la femelle, l'absence d'hormone testiculaire est responsable de la persistance des canaux de Müller (qui deviendront les oviductes et l'utérus) et de la disparition de des canaux de Wolff. On parle alors de féminisation de l'appareil génital(et de féminisation par défaut), et on dit que la gonade se transforme spontanément en ovaire.
Cf: animation sur http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/sexegene/2anotomie.htm

• Quatrième étape: différenciation sexuelle après la naissance

La mise en place du phénotype femelle s'effectue donc en absence de testostérone et d'AMH. À la naissance les phénotypes sexuels sont visibles (appareil sexuels différenciés), mais ces organes ne sont pas fonctionnels. La sexualisation du tractus génital et du système nerveux central pendant la vie foetale est indépendante des hormones de l'axe hypothalamo-hypophysaire.(?) En revanche, ces hormones sont déterminantes dans le déclenchement de la puberté ainsi que dans le contrôle de la fonction de reproduction chez l'adulte.
Ce sont les hormones sexuelles (testostérone chez le mâle et œstrogènes chez la femelle) qui contrôlent la maturation de l'appareil génital , l'apparition des caractères sexuels secondaires et le comportement sexuel.

L'hormone antimüllérienne n'intervient plus (quand? à la puberté?), mais la concentration de testostérone et d'œstrogènes, très faible chez l'enfant augmente considérablement. Cette augmentation est dûe à la mise en activité des gonades et à la maturation de l'appareil génital. Les hormones ovariennes qui ne sont pas indispensables à la mise en place de l'appareil génital femelle le sont par contre à l'acquisition de sa fonctionnalité.

source: http://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_XY_de_d%C3%A9termination_sexuelle

       http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/sexegene/index.htm

CelineG 26 décembre 2006 à 11:21 (MET)

Le gène SRY

L'identification de la protéine TDF, ou Sry, a été réalisée en 1989, grâce à l'étude d'individus humains dont le sexe phénotypique ne correspondait pas au sexe chromosomique (hommes possédant deux X ou femmes possédant un X et un Y. Mais ces individus phénotypiquement mâles ayant 2 chromosomes XX renfermaient dans leur génome une séquence provenant du chromosome Y. Dans ce segment d'ADN se trouve une séquence codante qui fut appelée: "région déterminant le sexe" du chromosome Y ou SRY (Sex-determining Region of Y chromosome). La protéine SRY humaine se compose de 204 acides aminés. Ce gène est situé sur le bras court du chromosome Y humain.
Le gène Sry présente plusieurs caractéristiques permettant de prouver qu'il a bien un rôle dans la détermination du sexe:

• ce gène est conservé sur le chromosome Y de nombreuses espèces de mammifères
  

• la protéine déduite du gène SRY possède un domaine lui permettant de se lier à de l'ADN. Ce domaine, homologue à celui des protéines du HMG (high mobility group) définit une nouvelle famille de gènes appelé SOX (SRY-related HMG-box) qui interviennent dans de nombreux processus de développement.
  

• la chronologie de l'expression de ce gène coïncide avec la période de détermination du sexe.
  

• des individus qui développent un phénotype femelle malgré la présence d'un Y (46,XY) présentent une mutation dans le gène SRY, le rendant non fonctionnel.
  

• enfin la meilleure démonstration fut obtenue par transgénèse chez la souris; l'introduction d'un fragment de 14Kb d'ADN contenant le gène Sry (en minuscule = murin), dans une souris femelle XX, entraîne le développement de testicules, ce qui suggère que c'est le seul gène du chromosome Y impliqué dans la détermination testiculaire.

Période d'expression et mode d'action du gène SRY (supprimer les choses en italique???)
Chez la souris, la transcription de Sry pendant la vie foetale est limitée à la période de formation des crêtes génitales entre 10,5 et 12,5 jpc (jours post coïtum). Les premières cellules dans lesquelles ce gène s'exprime sont les précurseurs des cellules de Sertoli. Ceci permet, juste avant la formation des cordons séminifères, d'entraîner la différenciation des cellules de soutien vers la voie mâle. Chez les autres mammifères, dont l'homme, le gène SRY est transcrit pendant une période plus longue dans les cellules de Sertoli, de la formation des crêtes génitales jusqu'après la différenciation de ces cellules. Dans le testicule adulte, ce gène s'exprime dans les cellules germinales méiotiques et post-méiotiques.

L'ARN des cellules des gonades d'âges variés est inversement transcrit grâce à des amorces spécifiques, puis l'ADNc (ADN complémentaire) obtenu est amplifié par 30 cycles de PCR. Les fragments d'ADN amplifié subissent une électrophorèse (ils mesurent 368 paires de bases). Enfin une sonde radioactive spécifique du gène SRY est mise en présence de ces fragments et sa présence est révélée par autoradiographie. Les signes (+) et (-) indiquent la présence ou l'absence d'utilisation de la transcriptase-reverse dans le protocole.

(Elle se lie spécifiquement, par son domaine HMG renfermant environ 80 acides aminés, à l'ADN bicaténaire portant la séquence 5'A/TAACAAA/T 3'. Après fixation de cette protéine, la molécule d'ADN subit une courbure de 70 à 80° dans la direction du grand sillon. Cela pourrait permettre le rapprochement et l'interaction entre des facteurs de transcription fixés sur le ou les gènes cibles de SRY, dont les sites de liaison sont éloignés les uns des autres.) Comme on retrouve la protéine SRY dans le noyau des cellules de Sertoli mais aussi dans les cellules germinales, on peut penser que ce gène permet non seulement la différenciation de la gonade vers la voie mâle mais présente aussi d'autres fonctions.
http://www.inrp.fr/Acces/biotic/procreat/determin/html/genesex.htm

Résumé

• Ainsi le sexe génétique est déterminé à la fécondation, selon le chromosome sexuel apporté par le spermatozoïde. Si c'est un chromosome X, l'individu sera une femelle alors que si c'est un chromosome Y, ce sera un mâle.
• L'établissement du sexe gonadique est déterminé par les gènes, et dépend de la présence du gène SRY. Lorsque ce gène est exprimé, de nombreux autres gènes sont activés dans le testicule. Au contraire, si ce gène n'est pas présent (dans le cas des femelles avec 2 cromosomes X ou à la suite d'une mutation du gène) la gonade se différencie en ovaire. Cette période de différenciation gonadique se réalise chez l'homme entre la 5ème et 8ème semaine de gestation.
• L'établissement du sexe phénotypique se réalise, quant à lui, sous l'effet des hormones sécrétées par la gonade différenciée, à deux périodes de la vie: le tractus génital se différencie pendant la vie foetale et les caractères sexuels secondaires se développent à la puberté.