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Z. Zellforsch. 125, 31--44 (1972) © by Springer-Verlag 1972 Synth6se d'ARN dans le chondriome au cours de la spermiogenSse chez la Drosophile* J~AN-JAcQU~S CURGY et WI~STO~ A. A~D~SON Laboratoire de Biologie Cellulaire 4 (Prof. J. Andr6) Universit6 Paris-Sud (XI) Facult6 des Sciences, 91 Orsay, France Regule 27 septembre 1971 Autonomous Mitoehondrial t~NA Synthesis during Spermiogenesis in Dros'ophila Summary. The incorporation of 3I-I-uridine into nuclear and mitochondrial RNA has been followed by electron microscope autoradiography during spermiogenesis in Drosophila. Nuclei and mitochondria are simultaneously labeled up to the beginning of the chromatin condensation. The nebenkern, characteristic of the first stages of spermiogenesis, is the moat radioactive cellular component. During chromatin condensation, nuclear RNA synthesis ceases, but mitochondrial derivatives continue to be significantly labeled up to their complete paracrystalline transformation. These data show an autonomous I~NA synthesis by mito- chondria at the end of spermiogenesis. Key words." l~NA-synthesis -- Mitochondria -- Spermiogenesis -- Drosophila. Rdsum~. L'incorporation d'uridine-SH dans I'ARN nucl6aire et dans I'ARN mitochondrial est d6tect6e & l'aide de l'autoradiographie k haute rfisolution au cours de la spermiogen~se chez la Drosophile. Le marquage apparalt simultan6ment sur le noyau et sur le chondriome jusqu'au d6but de la condensation de la chromatine. Le nebenkern, qui caract6rise un des premiers stades de la spermiogcngse, est le territoire cellulaire le plus radioactif. La synth6se de I'ARN nucl6aire cesse au cours de la condensation de la chromatine. Pendant ce temps, le marquage des d6rivgs mitochondriaux se poursuit; il persiste jusqu'k leur complete transformation en paracristal. Ces observations mettent en 4vidence une synth~se autonome d'AI~N par les mitochondries ~ la fin de la spermiogengse. Introduction La diff6renciation des spermatides en spermatozoides se earaet6rise par de profondes modifications structurales et fonctionnelles des composants cellulaires. Chez la Drosophile, cette 6volution aboutit ~ un spermatozoide tr~s effil6 dont la t~te, qui contient un noyau dense, est suivie d'une queue form6e d'un flagelle et d'un d6riv6 mitochondrial ~ structure cristalline (Kiefer, 1966; Meyer, 1966, 1968; Anderson, 1967; Bairati, 1967; Shoup, 1967; Tares, 1971). Des 6tudes sur la physiologie des spermatides montrent que chez divers animaux ces cellules anabolisent des acides nucl6iques et des prot6ines. Chez la Souris et chez les Orthopt@es par exemple, une synth~se d'AgN nucl6aire persiste au d6but de la spermiogen~se mais cesse lors de la condensation de la chromatine (Henderson, 1964; Monesi, 1964; Muckenthaler, 1964; Das et al., 1965). I1 est par contre g6n6ralement admis que les spermatozoides mfirs n'61aborent plus * Ce travail a b6n6fici6 de l'aide du C.N.R.S. (E.R.A. 174), de la D.R.M.E. (contrat 70/414) et du C.E.A. (participation ~ l'achat de mol6cules marqu6es).

Synthèse d'ARN dans le chondriome au cours de la spermiogenèse chez la Drosophile

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Z. Zellforsch. 125, 31--44 (1972) © by Springer-Verlag 1972

Synth6se d'ARN dans le chondriome au cours de la spermiogenSse chez la Drosophile*

J~AN-JAcQU~S CURGY et WI~STO~ A. A~D~SON

Laboratoire de Biologie Cellulaire 4 (Prof. J. Andr6) Universit6 Paris-Sud (XI) Facult6 des Sciences, 91 Orsay, France

Regule 27 septembre 1971

Autonomous Mitoehondrial t~NA Synthesis during Spermiogenesis in Dros'ophila

Summary. The incorporation of 3I-I-uridine into nuclear and mitochondrial RNA has been followed by electron microscope autoradiography during spermiogenesis in Drosophila.

Nuclei and mitochondria are simultaneously labeled up to the beginning of the chromatin condensation. The nebenkern, characteristic of the first stages of spermiogenesis, is the moat radioactive cellular component. During chromatin condensation, nuclear RNA synthesis ceases, but mitochondrial derivatives continue to be significantly labeled up to their complete paracrystalline transformation. These data show an autonomous I~NA synthesis by mito- chondria at the end of spermiogenesis.

Key words." l~NA-synthesis - - Mitochondria - - Spermiogenesis - - Drosophila.

Rdsum~. L'incorporation d'uridine-SH dans I'ARN nucl6aire et dans I'ARN mitochondrial est d6tect6e & l'aide de l'autoradiographie k haute rfisolution au cours de la spermiogen~se chez la Drosophile.

Le marquage apparalt simultan6ment sur le noyau et sur le chondriome jusqu'au d6but de la condensation de la chromatine. Le nebenkern, qui caract6rise un des premiers stades de la spermiogcngse, est le territoire cellulaire le plus radioactif. La synth6se de I'ARN nucl6aire cesse au cours de la condensation de la chromatine. Pendant ce temps, le marquage des d6rivgs mitochondriaux se poursuit; il persiste jusqu'k leur complete transformation en paracristal. Ces observations mettent en 4vidence une synth~se autonome d'AI~N par les mitochondries ~ la fin de la spermiogengse.

Introduction

La diff6renciation des spermatides en spermatozoides se earaet6rise par de profondes modifications s tructurales et fonctionnelles des composants cellulaires. Chez la Drosophile, cette 6volution about i t ~ un spermatozoide tr~s effil6 dont la t~te, qui cont ient u n noyau dense, est suivie d 'une queue form6e d ' u n flagelle et d ' u n d6riv6 mitochondrial ~ s t ructure cristalline (Kiefer, 1966; Meyer, 1966, 1968; Anderson, 1967; Bairati , 1967; Shoup, 1967; Tares, 1971).

Des 6tudes sur la physiologie des spermatides m o n t r e n t que chez divers an imaux ces cellules anabol isent des acides nucl6iques et des prot6ines. Chez la Souris et chez les Orthopt@es par exemple, une synth~se d ' A g N nucl6aire persiste au d6but de la spermiogen~se mais cesse lors de la condensat ion de la chromatine (Henderson, 1964; Monesi, 1964; Muckenthaler, 1964; Das et al., 1965). I1 est par contre g6n6ralement admis que les spermatozoides mfirs n '61aborent plus

* Ce travail a b6n6fici6 de l'aide du C.N.R.S. (E.R.A. 174), de la D.R.M.E. (contrat 70/414) et du C.E.A. (participation ~ l'achat de mol6cules marqu6es).

32 J.-J. Curgy et W. A. Anderson:

de macromol6cules. Cependant, pour Abraham et Bhargava (1963a, b) les sperma- tozoXdes mfirs de certains Mammif~res synth6t isent encore de I 'ARN et des

prot6ines. Cette activit6 a lieu dans les mitochondries (Premkumar et Bhargava, en pr@arat ion) .

I1 est ae tuel lement bien 6tabli que dans la p lupar t des syst~mes eellulaires les mitoehondries synthStisent de I 'ARN. I1 nous a sembl6 intSressant d '6tudicr cette synthgse dans un syst~me cellulaire off la synthgse d 'AI~N nucl6aire eesse et off l 'on salt que le ehondriome subit de profondes t ransformations. Pour eela,

nous avons suivi, £ l 'aide de l 'autoradiographie au microscope ~leetronique,

l ' ineorporat ion d 'ur idine-atI par le ehondriome et par le noyau h diffgrents stades de la spermiogengse ehez la Drosophile.

Materiel et Techniques

Injections d'uridine-SH et temps de marquage. Sons l'influence d'une immobilisation par le froid, des Drosophiles m~les adultes (Drosophila melanogaster l~g.) 1 de type sauvage re~oivent une injection intraabdominale selon la technique de Plus (1954) d'uridine-aH-5 (1000 ~zCi/0,5 ml d'eau distillde, activitd spdcifique 20 ou 24 Ci/mM, Centre d'Etudes Nnel~aires de Saclay, dilude 5 fois par du l~inger sp@ial pour Insectes; Plus 1954). Une quantit~ cor- respondant ~ 0,2 ~zCi est inocul@ dans chaque animal. Les testicules sont prdlevds apr~s 30, 60 ou 120 ran.

Fixation et inclusion des tissus. Selon Droz (com. personnelle) la formal@hyde ne retien- drait pas les mol@ules d'uridine non incorpor@s dans I'AI~N. Des testieules sont fixds pendant une heure par la formald6hyde ~ 4% dans le tampon cacodylate 0,1 M de pI-I 7,4 (solution faite extemporandment ~ partir de paraformalddhyde), lards une heure dans le mdme tampon, puis postfix~s pendant une heure par le tdtroxyde d'osmium ~ 2 % toujours dans le m6me tampon. D'autres testicules sont fix6s 30 ou 60 mn par la glutaralddhyde ~ 3 % dans le tampon phosphate 0,1 M de pH 7,4, lards 1, 24 ou 48 heures dans ce tampon. Des temps de lavage longs dliminent les molecules du prdcurseur non incorpordes dans I'ARN (Monneron et Mould, 1969). Les testicules sont ensuite postfixds une heure par le t~troxyde d'osmium ~ 2 % dans le tampon phosphate.

Apr~s une ddshydratation par l'ac6tone (Anderson, 1967) les testicules sont inclus dans le mdlange dpon-araldite (Voelz et Dworkin, 1962).

Digestion des A R N . Des testicules sont fixds par le mdlange glutaralddhyde 2%-form- alddhyde 2% (Karnovsky, 1965) dans le tampon cacodylate 0,1 M £ pH 7,4 pendant 1 heure £ 0°C. Ils sont lavSs dans le tampon de fixation, d~shydrat~s par l'alcool, puis inelus dans le glyeol-mdthaerylate (GMA) selon la technique de Leduc et Bernhard (1967).

La digestion par la ribonucl~ase (Worthington Biochem. Co.) £ 0,5% dans l'eau ajustde £ pH 6,5 est pratiqu@ par flottage des coupes pendant 3 heures ~ 37°C dans les anneaux de Marinozzi (1964). Les coupes tdmoin subissent le m4me traitement mais l'enzyme n'est pas ajout@ au milieu d'incubation.

Autoradiographie. - - Technique. Nous appliquons les techniques d'autoradiographie d@rites par Granboulan (1965), Droz (1967) et Larra et Droz (1970) en utilisant l'dmulsion

1 Nous tenons £ remercier Mine D. Teninges qui nous a fourni les Drosophiles et qui a toujours aimablement accept6 de pratiquer les injections de prdcurseur radioactif.

Fig. 1. Spermatocyte. Des grains d'argent sont visibles sur le noyau (n) dont le nucl4ole (nu) est plus fortement marqu6, sur le fond cytoplasmique et sur quelques mitochondries

(fldches). × 4800

Fig. 2. Spermatocyte. )~itochondrie radioactive. × 21500

Fig. 3. Jeune spermatide. Marquage de certaines mitochondries au cours de leur rassembiement pr@ddant la formation du nebenkern. × 36000

Synth~se d ' A R N dans le chondr iome au cours de la spermiogen~se 33

3 Z. Zellforsch,, Bd. 125

Figs. 1-3

34 J . -J . Curgy et W. A. Anderson:

Figs. 4 et 5

Synth~se d'AI~N dans le chondriome au tours de la spermiogen~se 35

Ilford L4. Apr@s 1,5 £ 4 mois d'exposition, les autoradiographies sont r@vT16es par le MicrodolX (Kodak) pendant ~ mn £ 18°C, ou par un r6v6lateur physique (technique de Caro et van Tubergen, 1962, modifi6e par Ray, 1967), puis fixTes par le thiosulfate de sodium £ 30% pendant 5 mn £ zI°C. L'observation est faite & l'aide d'un microscope 61ectronique Siemens Elmiskop IA.

Concentration de radioactivitd. La concentration de radioactivit@ se dTfinit comme le nombre de grains d'argent rapport6 g la surface d~terminTe par dTcoupage et pesTe.

Observations

Incorporation d' uridine-aH au cours de la spermiogen~se

Les noyaux des spe rma tocy tes £ggs possgdent un nucl@o]e destin@ ~ d ispara i t re . Des grains d ' a rgen t sont visibles sur ces n o y a u x (Fig. 1), sur le fond ey top lasmique et sur quelques mi toehondr ies (Fig. 1 et 2).

Dans les jeunes spermat ides , p e n d a n t le r a ssemblement des mitochondries , qui pr@cgde la fo rma t ion du nebenkern , la rTaction au to rad iograph ique se r@partit sur le noyau, le fond cy top lasmique et les mi toehondr ies (Fig. 3). Quand le nebenkern est achev@, le m a r q u a g e se voi t dans le noyau, le fond cy top lasmique (Fig. 4) ct le nebenkern , qui semble souvent plus rad ioac t i f que le reste de la cellule (Fig. 4 ct 5). Pour nous assurer de cet te dernigre cons ta ta t ion , nons avons calculT, pour un grand nombre de ]canes spermat ides , la concent ra t ion de radio- aetivit@ dana les t rois territoh~es su ivants : noyau, nebenkern et cy top lasme moins nebenkern . Les concentra t ions de radioactivit@ dans ces t rois terr i to i rea m o n t r e n t que le nebenkern eat l ' espace cellulaire le plus rad ioae t i f (Tableau 1).

Une diff@rence i m p o r t a n t e existe en t re le marquage du nebenkern et celu] du reste du ey toplasme.

Tableau 1. Concentrations de radioactivitd (Nombre de grains d'argent/lO0 ~2) des trois terri- toires suivants:noyau (n), neben/cern (n/c) et cytoplasme moins neben/cern (c)

ExpTriences n nk c

G d-lavage 1 h d-OsO~ 77 80 61 G--lavage 48 h q-OsO 4 30 47 31

G = GlutaraldThyde. Remarque: Les concentrations de radioactivit@ song des moyennes obtenues £ partir de

plusieurs animaux.

I1 faut aussi r emarque r qu 'apr~s un lavage de 48 heures dans le t ampon , la concent ra t ion de rad ioae t iv i t6 des trois te r r i to i res est r@duite de moiti@ environ (Tableau 1). Mais les diff@rences de marquage res ten t 6videntes.

La spe rmat ide s 'a l longe au eours des @tapes su ivantes de la spermiogen5se. Le noyau, qui eont ien t un mat@riel uniform@ment peu dense aux @lcctrons,

Fig. 4. Jeunes spermatides. Les noyaux (n) ong ~mis le materiel nucl~olaire et les nebenkerne (n/c) sont achev~s. Quelques grains d'argent song visibles sur les noyaux (fl~ehes) et le fond

cytoplasmique. Ils sont nombreux sur |es nebenkerne. × 5000

Fig. 5. Jeune spermatide. Concentration des grains d'argeng sur le nebenkern. × 12500

3*

36 J . -J . Curgy et W. A. Anderson:

Figs. 6-9

Synthgse d'AI~N dans le chondriome ~u tours de ls spermiogengse 37

:Fig. 10. Coupe longitudinale de spermatides en cours d'@longation. Des grains d'argeng song situfis sur le d~riv6 mitochondrial (m) et parfois sur le flagelle (fl@che). Le fond eytoplasmique

est peu radioaetif. × 17 500

]Fig. 11. Coupe gransversale de spermatides en cours d'@longation. Observations identiques & eelles des figs. 8 et 9. X 46000

Fig. 6. Coupe transversale de spermatides en eours d'~tongation. La chromatine commence ~t se condenser. Un d6but de erist~llis~tion app~r~/t d~,ns les d6riv6s mitoehondri~nx (fl6ehes). ]Des grains d 'argent song visibles sur les d6riv~s migochondriaux (m), Le marquage persiste

sur les noyaux (n). × 10500

]Pig. 7. Coupe transversale de spermatides en eours d'61ongation. Des plages de ehromatine dense apparaissent darts les noyaux (n). Les d@riv6s mitoehondriaux ne song encore qu'£ leur d6but de crisgallisation (m). La synth6se d 'ARN nuel6aire s'ach@ve; par eontre, la synth6se

d 'ARN mitochondrial se poursuiC aet ivement (fi@ehes). × 10500

]Pig. 8. Coupe transversale de spermatides en tours d'61ongagion. Les gra, ins d 'argent se localiseng pr6f6rentiellement sur les d6riv6s mitoehondriaux qui ne mont ren t pas de erisgalli-

sagion (fl6ches). × 24000

Fig. 9. Observations identiques & eelles de lg figure 8. Les mitoribosomes song visibles dans un des d6riv6s mitoehondriaux (fl@ehe). × 50000

38 J.-J. Curgy et W. A. Anderson:

Fig. 12-14

Synth6se d'ARN dans le ehondriome au eours de la spermiogen6se 39

Tableau 2. Concentrations de radioactivitd (Nombre de grains d'argent/lO00 it 2) des d&ivds mitochondriaux en /in de eristallisation et des territoires qui les environnent

Stades D6riv6s mito- Territoires ehondriaux environnants

Avant dernier stade 84 20 (Fig. 17)

Avant dernier stade 61 18 (Fig. 17)

Dernier stade 52 14 (Fig. 16)

Dernier stade 99 21 (Fig. 16)

Remarque: Fixation: Glutarald6hyde + 24 heures de lavage -- Os04.

s'6tire progressivement. Les mierotubules, qui forment la manehette , s '6tendent du eentriole au p61e ant6rieur de la spermatide. La prolif6ration loealis6e de ces mierotubules d6forme le noyau qui, en coupe transversale, a l 'aspeet d 'un croissant. A ee s*ade, on t rouve peu de grains d 'argent sur les noyaux. La suite de l '6volution nuel6aire est marqu6e par la condensation de la ehromatine. Au d6but de ce ph6nom6ne, le marquage nucl6aire persiste encore (Fig. 6), mais bient6t les noyaux n ' ineorporent plus d'uridine-aH (Fig. 7).

Dans le eytoplasme, le nebenkern se transforme en deux d6riv6s mitoehon- driaux qui s 'allongent. Quelques ergtes mitoehondriales et les mitoribosomes sont reconnaissables £ l ' int6rieur des d6riv6s (Fig. 9 et 11); bient6t, dans la r6gion la plus 61oign6e du noyau, Fun des d6riv6s amoree sa cristallisation. Un syst6me de mierotubules post6rieurs au noyau se met en place pendant l'61onga- t ion des d6riv6s mitoehondriaux. Le fond eytoplasmique est progressivement rejet6. A e e stade, on t rouve des grains d 'argent sur la manehet te et sur la r6gion p6rieentriolaire. La r6aetion autoradiographique est impor tante sur les d6riv6s mitoehondriaux (Fig. 6--11) e~ eertains flagelles sont marqu6s (Fig. 10).

Dans les spermatides plus gg6es, la condensation de la ehromatine s 'aceentue et des plages de ehromatine tr6s opaque apparaissent dans le noyau. Pendan t eette 6volution, Fun des d6riv6s mitoehondriaux r6gresse alors que l 'autre poursuit sa eristallisation; les mitoribosomes sont encore visibles (Fig. 12--14). Dans ees spermatides, aueune incorporation d'uridine-3H n 'est d6celable dans le noyau. Par contre, des grains d 'a rgent se t rouvent encore sur les d6riv6s mitochondriaux en tours de eristallisation (Fig. 12--14).

La fin de la spermiogen6se se caraet6rise par la condensation totale de la chromatine dans le noyau (Fig. 15) et par l 'ach6vement de l 'organisation eristalline

Fig. 12. Coupe transversale de spermatides gg6es. Les d6riv6s mitochondriaux, dont la eristal- lisation est avane6e, synth6tisent eneore de I'ARN. Les mitoribosomes restent bien visibles

(eereles). × 60000 Fig. 13 et 14. Coupe longitudinale de spermatides £g6es. Observations identiques £ eelles

de la fig. 12. × 45000

40 J.-J. Curgy et W. A. Anderson:

Figs. 15-17

gynth6se d'At N dans le ehondrlome au eours de la spermlogen se 4l

du @riv6 mitochondrial (Fig. 16). I1 n 'est plus possible de reconnaltre les mito- ribosomes g l'int6rieur du d6riv6 (Fig. 16 et 17). Les noyaux des spermatides tr~s gg6es n'incorporeng plus d'uridine-aIt dans leur ARN (Fig. 15). Par contre, des grains d 'argent sont encore visibles sur les d~riv6s mitoehondriaux en fin de cristallisation (Fig. 16 et 17); ces derniers restent significativement marqu6s (Tableau 2).

Digestion des A R N

Des territoires enticrs de coupe passant par des cystes de spermatides allong@s ou de spermatozoides immatures sont photographi~s syst6matiquement. Le d~compte des grains d 'argent est 6tabli sans consid6rer leur localisation. Le calcul des concentrations de radioactivit5 montre une rdduction de 30 ~ 35% du marquage g6n6ral des coupes soumises £ la ribonucl6ase par rapport au t6moin.

Discussion

Le marquage des coupes/lottdes ~ur une solution de ribonucIdase

La persistance d 'un grand hombre de grains d 'argent (65 £ 70%) apr~s ce trai tement peut ~trc la cons6quence de deux difficult@ qui s 'ajoutent. La premiere correspond an probl~me de la spdcificit5 de Furidine-3H. D'apr~s Loir (sous presse), dans les spermatocytes de B61ier 30 B 35% des grains correspondent

une incorporation d'uridine-3H dans de I 'ADN. Scion cet auteur Fnridine est done un pr@urseur moins spdcifique de I'AI~N dans les cellules de ]a lign@ gcrminale clue dans les cellules somatiques. Dans los follicules testiculaires de Criquet, nous avons ~galement trouv6 30 ~ 35% de grains persistants apr~s flottage des coupes sur la ribonucl6ase (r@ultat non publi6). Cependant, ce r~sultat est sans doute sur6valu6 car il est difficile de s'assurer que tousles ARN ont 4t6 effectivement d6grad~s. Les fixateurs, en particulier la glutarald6hyde, peuvent les rendre plus difficflemcnt attaquables. C'est la deuxi~me difficult4 que nous n 'avons pu 6vitcr; il faut en effet concilier la conservation des cellules n@essitant la glutarald6hyde lors d'une inclusion dans le GMA et la vuln6rabilit6 de leurs AlaN. Les testicules de Drosophile, tr~s petits (longueur 1,6--1,8 ram, largeur 0,15--0,2 mm) et fragfles sont donc probablement surfix6s et apr~s la digestion il persiste encore 65 £ 70 % de la radioactivitY. Par contre, les follicules testiculaires de Criquet, tissu 6quivalent au pr@~dent, sont plus gros (longueur 2--2,5 ram, largeur 0,4--0,5 ram) et apr~s la r6action enzymatique seulement

Fig. 15. Coupe transveraIe de noyaux (n) de spermatides tr~s &g~es. Condensation totale de la chromatine et absence de synth~se d'ARN, x 24 000

Fig. 16. Coupe transversale de queues de spermatozoides immatures. Les grains d'argent r~vSlent une synth~se d'ARN dans ]es ddriv6s mitochondriaux compl~tement cristallis~s (m).

× 33500 Fig. 17. Coupe transversale de queues de spermatides tr~s &g@s. Le d~veloppement physique met nettement en ~vidence le marquage des d6riv6s mitochondriaux en fin de cristallisation

(fl6ches). × 38500

42 J.-J. Curgy et W. A. Anderson:

30 ~ 35% des grains persistent. En conclusion, nous estimons qu'au moins 70% des grains reprgsentent une incorporation d'uridine-aI-I dans de I'AI%N chez la Drosophile.

L'dvolution du marquage au cours de la spermiogen~se chez la Drosophile

Nos observations mettent en 6vidence d'une part l 'arr~t progressif de Fin- corporation d'uridine-aIt par le noyau au cours de la spermiogen~se et d 'autre par t la persistance de cette m~me incorporation par le d6riv6 mitochondrial jusqu'/~ sa maturat ion complete.

L'arr~t de ]a synth~se des ARN nucl6Mres est une des manifestations impor- tantes de la diff6renciation de la spermatide. Cette synth~se cesse au cours de la condensation de la chromatine. L'association des histones avec I 'ADN est invoqu6e pour expliquer la suppression de la transcription (ttuang et Bonnet, 1962; Allfrey et al., 1963; Frenster et al., 1963; Bloch et Brack, 1964; Bloch, 1966). Au cours de la spermiogen~se, l ' inactivation progressive des g~nes est ~ rapprocher des exemples rapport6s par Sonneborn (1964): chromosome X chez les Mammif~res, chromosomes plumeux chez les Batraciens, chromosomes g6ants chez les Insectes. I)ans tous ces cas, il semble que la rSpression des g~nes soit le rdsultat de l'associa- tion ADN-histones.

ParM1Mement au rMentissement de la synth~se de I'AI~N nucl6Mre, on constate une diminution du marquage du fond cytoplasmique. Celui-ci, progressivement 61imin6 de la spermatide, est destin6 ~ jouer un r51e de plus en plus r6duit.

Le marquage du chondriome aux diffdrents stades de la spermiogen~se a particuli~rement retenu notre attention. Le ddcoupage des jeunes spermatides en trois territoires (noyau, nebenkern et cytoplasme moins nebenkern) montre que le nebenkern est le territoire cellulMre le plus radioactif (Tableau 1). I1 est compos6 de mitochondries et de fond cytoplasmique; mais ce dernier est tr~s r6duit en volume et en tenant compte de son marquage, on pent admettre que l ' importante radioactivit4 prdsente duns le nebenkern a pour origine la pattie mitochondriale.

I1 est intdressant de souligner, au cours des stades ult6ricurs, la persistance du marquage des d6riv6s mitochondriaux dans les spermatides dont le noyau ne synth6tise plus d'AI~N. Le syst~me cellulaire 6tudi6 permet done de montrer une synth~se autonome d 'ARN par les mitochondries, au moins pendant les stades tardifs de la spermiogen~se.

Cette synth~se est encore importante darts les d6riv6s mitochondriaux en cours de cristallisation; elle s'affaiblit dans les spermatozoides presque mfirs dont le d6riv6 mitochondrial est totalement diffdrenci6 en cristM. Moses (1963) a dSj~ montr6, rams suns l 'interpr6ter, un marquage par l'uridine-aH des queues de spermatozoides immatures chez Popilius disjunctus et Anderson (r6sultats non publi6s) a obtenu le m~me rdsultat chez l 'Escargot. Premkumar et Bhargava (en pr6paration) apportent les preuves biochimiques des syntheses d 'ARN et de prot6ines dans les mitochondries de spermatozo~dcs mfirs de Mammif~res.

Duns notre matdriel, l ' incorporation d'uridine-atI dans I 'ARN des dSriv6s mitochondriaux en cours de cristMlisation implique la pr6sence d 'ADN mito- chondrial transcripteur. De plus, les mitoribosomes sont bien visibles dans les spermatides off le processus de cristallisation du ddriv6 est avanc6. Les deux

Synth6se d'ARN dana le chondriome au cours de la spermiogen6se 43

obse rva t ions pr6c6dentes nous fon t 6met t r e l ' hypo th6se d ' u n e t r a n s c r i p t i o n

d ' A R N r ibosomal dans le d6rivg mi tochondr i a l . I1 p o n r r a i t 6ga lemen t s ' ensu iv re

u n e t r a d u c t i o n ~ l ' i n t6 r i eu r de ce dgriv6. Les pro t6 ines nouve l l emeng anabo l i s@s s ' a j o u t e r a i e n t au x p r6ex i s t an te s p o u r cons t i t ue r le cristal .

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