Déterminant cytoplasmique

Définition

Le déterminant cytoplasmique est un élément du cytoplasme d'un ovocyte qui détermine le devenir du blastomère qui le reçoit au cours de la segmentation. Une ségrégation asymétrique des déterminants cellulaires chez l'embryon intervient au cours de la détermination cellulaire.

Schéma de déterminants cytoplasmiques :

Dans ce schéma de différenciation cellulaire au cours du développement embryonnaire, avant la détermination cytoplasmique, les aspects des oeufs non fécondés et des zygotes subséquents qui donnent lieu à des différences de position entre les cellules au début du développement.

Explications

Les déterminants cytoplasmiques existent dans tous les oeufs mais leurs effets sont plus marqués dans les oeufs à développement germinatif en mosaïque. Voir aussi le processus de pont cytoplasmique.

Dans certains oeufs (Anoures, Nématodes, insectes), le déterminant germinal ou plasme germinatif, molécule riche en ribonucléoprotéines, détermine les blastomères qui le possèdent à former les cellules germinales primordiales. Un déterminant germinal est riche en ribonucléoprotéines pour former les cellules germinales.

Bien qu'il existe de nombreux exemples où la ségrégation asymétrique des déterminants cellulaires conduit à des différences entre les cellules filles, il est plus fréquent que les cellules deviennent différentes les unes des autres en raison de signaux inductifs provenant soit d'autres cellules, soit de leur environnement externe.

Rôle

Le rôle principal des déterminants cytoplasmiques est de réguler l'expression génique. Étant donné que différentes cellules filles héritent d'une quantité différentielle de déterminants cytoplasmiques, le type de cellules héritées dans chaque type de cellules filles diffère également. Par conséquent, les types de gènes exprimés dans chaque type de cellules filles sont différents. La régulation différentielle de l'expression génique est obtenue aux niveaux transcriptionnel et traductionnel.

La division cellulaire différentielle qui intervient pendant la maturation des ovocytes est également due à la distribution inégale des déterminants cytoplasmiques dans le cytoplasme des différents stades cellulaires du développement des ovocytes.

Embryogenèse

En un sens, l'embryogenèse précoce est cartographiée dans le zygote ainsi que dans l'ovule qui le précède en fonction du matériel qui se retrouve dans les cellules de la descendance au cours du clivage précoce.

Ce matériel sert à son tour à contrôler l'expression génique qui survient, effectuant ainsi la détermination du sort cellulaire des lignées cellulaires résultantes et, par communication de cellule à cellule, des cellules qui se trouvent autour d'elles.

Les facteurs responsables de cette cartographie précoce, au sein des zygotes, de la détermination ultérieure du destin cellulaire sont appelés déterminants cytoplasmiques. Ils consistent, par exemple, en ARNm stockés ainsi qu'en protéines et divers facteurs de régulation qui se trouvent dans le cytoplasme de l'ovule.

Processus de détermination

Le cytoplasme de ces cellules progénitrices possède des gradients chimiques qui, par clivage (division cellulaire), se traduisent en différentes lignées cellulaires. Les gradients ultérieurs de molécules de signalisation qui se développent entre les cellules fournissent des informations spatiales supplémentaires et c'est à partir de ces gradients extracellulaires que la direction de la détermination ultérieure du destin cellulaire est glanée (induction du signal).

La transition des gradients chimiques intracellulaires, appelés déterminants cytoplasmiques, aux gradients chimiques extracellulaires, comme cela intervient au cours du développement, peut être considérée comme des transitions évolutives parallèles qui doivent avoir eu lieu au cours de l'évolution de la multicellularité, en particulier compte tenu du clivage indéterminé.

Autrement dit, les morphologies cellulaires complexes impliquent le développement de gradients chimiques intracellulaires et la signalisation de cellule à cellule est connue pour exister parmi les organismes unicellulaires ainsi que dans des colonies de cellules relativement indifférenciées. Mais pour une morphogenèse complexe au sein des organismes multicellulaires, la "graine" des gradients intracellulaires doit avoir transité en gradients extracellulaires.

Hérédité des déterminants cytoplasmiques

On sait depuis longtemps que l'hérédité des déterminants cytoplasmiques maternels de différentes régions de l'oeuf peut conduire à une spécification différentielle des blastomères pendant le clivage. Les ARN localisés sont des déterminants importants du sort des cellules dans les oeufs et les embryons, mais ils sont également reconnus comme des régulateurs fondamentaux de la structure et de la fonction des cellules. Les expériences moléculaires et génétiques récentes concernent :

1. les mécanismes qui régulent la polarité au cours des différents stades de l'ovogenèse des vertébrés,
2. les voies qui localisent les déterminants présumés des protéines et de l'ARN dans l'ovocyte et l'oeuf polarisés,
3. comment ces déterminants agissent dans l'embryon pour déterminer le destin ultime des cellules.

Deux éléments de preuve suggèrent que, chez la souris, la signalisation cellulaire (molécule de signal), plutôt que la présence de déterminants cytoplasmiques, spécifie que les cellules doivent entrer dans la lignée germinale.

En rapport avec "déterminant cytoplasmique"

• connexion cytoplasmique

  

  Une connexion cytoplasmique entre cellules adjacentes de nature cytoplasmique est appelée plasmodesme.

• courants cytoplasmiques

  

  Les courants cytoplasmiques sont des mouvements du cytoplasme, ressemblant à des courants, qui sont observés chez certains organismes.

• cytoplasmique

  

  Une région cytoplasmique est relative au cytoplasme cellulaire, ou à la formation des cellules.

• déterminant antigénique

  

  Un déterminant antigénique, ou un épitope, est une région d'un antigène qui possède des propriétés antigéniques et qui constitue le site de fixation...