Noyau 2BIOS03 10
Qu'est-ce qu'un noyau, où se localise-t-il et quel est son rôle?
Le noyau est une structure généralement sphérique, qui contient des chromosomes et qui est entourée d'une membrane double. Il baigne dans le cytosol, qui est un fluide où divers organites cytoplasmiques s'y trouvent. Il est situé dans les cellules eucaryotes. On trouve généralement un noyau par cellule, mais il peut aussi y avoir une absence de noyau, ou certains organismes comme les champignons peuvent en posséder plusieurs.
L'information génétique de la cellule eucaryote est contenue dans le noyau. Ce dernier héberge notamment la majorité de l'ADN cellulaire, l'ADN étant étroitement lié à des protéines et empaqueté sous forme d'unités compactes appelées chromosomes.
Cependant, les Procaryotes comme les Bactéries et les Archéobactéries ne possèdent pas de noyau véritable ni d'organites membraneux, la structure de ce dernier est beaucoup plus simple. Contrairement aux Eucaryotes, la localisation du matériel génétique (l'ADN) des cellules Procaryotes est concentrée dans une région appelée nucléoïde. Aucune membrane ne la sépare du reste de la cellule. Il n'y a donc pas de noyau véritable dans cette cellule procaryote. L'absence du noyau constitue une des différences structurales qu'il existe entre les deux types de cellules.
- Voir Annexe 1
Le noyau est donc une structure interne d'une cellule qui comporte de nombreuses membranes nécessaires pour la cellule.
Qu'est-ce que l'ADN et pourquoi est-il si important?
Chez les procaryotes et chez les eucaryotes l'ADN contient l'information héréditaire spécifiant structure, fonctions, et caractères de l'organisme, se trouvant dans les chromosomes. Un caractère distinctif des eucaryotes est l'organisation de leur ADN au sein des chromosomes complexes. L'homme possède 46 chromosomes.
L'ADN est condensé pour former un chromosome. L'ADN s'enroule sur lui même en une double hélice qui va se compacter autour de protéines qu'on appellent histones. Ces histones vont à leur tour s'enrouler sur eux mêmes pour finalement donner lieu à un chromosome. Ce chromosome est situé dans le noyau de la cellule parmi les 45 autres chromosomes (chez l'Homme, on compte 46 chromosomes par cellule somatique et seulement 23 pour les cellules sexuelles appelées gamètes).
- Voir Annexe 2
Quelle est la structure d'un noyau?
Le noyau d'une cellule a un diamètre d'environ 5 µm, il est composé de 3 parties différentes:
- 1. L'Enveloppe Nucléaire
- 2. La Chromatine
- 3. Le Nucléole
- voir Annexe 3
Qu'est-ce que l'enveloppe nucléaire et à quoi sert-elle?
L'enveloppe nucléaire est une membrane double qui entoure le noyau, elle est perforée de pores nucléaires. Ces deux membranes sont constituées d'une double couche de phospholipides, elles sont séparées par un espace de 20 à 40 nm.
La face interne de l'enveloppe nucléaire est tapissée de lamina nucléaire. La lamina nucléaire permet au noyau d'acquérir sa forme, grâce à un entrelacement de filaments protéiques dont elle est composée. Elle se compose également d'une matrice nucléaire (réseau de fibres qui s'étend dans le noyau). La membrane externe du noyau est en continuité avec le système de membranes internes du cytoplasme, appelé réticulum endoplasmique.
L'enveloppe interne et externe du noyau se joignent à la formation de pores nucléaires répartis sur l'enveloppe nucléaire. Ces pores ressemblent à des cratères lunaires, ayant un diamètre d'environ 100 nm. Ils ne sont pas creux mais remplis de protéines, qui jouent un rôle de garde-barrière et qui permettent ainsi à certaines molécules d'entrer ou de sortir du noyau. Ce passage permet aux protéines d'entrer dans le noyau et de pouvoir catalyser (accélération d'une réaction chimique)certaines activités. Il permet aussi à l'ARN, formé dans le noyau, de pouvoir en sortir et d'être exporté vers le cytoplasme. L'enveloppe nucléaire est donc un site de transition entre le noyau et le cytoplasme.
Qu'est-ce que la chromatine et à quoi sert-elle?
La chromatine peut être observé chez les Eucaryotes, c'est une matière fibreuse formée par l'ADN et les protéines, qui se situe dans le noyau. La chromatine apparaît comme un amas diffus lorsqu'elle est colorée. Cependant, lorsque la cellule s'apprête à se diviser afin de se reproduire, de minces fibres de chromatine forment les chromosomes. Ces minces fibres de chromatine qui se condensent et s'épaississent jusqu'à la formation des chromosomes.
Nous allons maintenant expliquer en plus détaillé comment se passe la division cellulaire. Elle attribue en fait un jeu identique de chromosomes à chaque cellule fille. Quand une cellule eucaryote se prépare à la division, chacun de ses chromosomes de réplique et forme deux chromatides soeurs (copies identiques de la molécule d'ADN) rattachées par leur centromère (une région spécialisée des chromatides qui prend la forme d'un étranglement). Chaque chromatide se compose d'une très longue fibre de chromatine maintes et maintes fois enroulée et très condensée. Au cours de la mitose, un processus mécanique sépare celle-ci et distribue un exemplaire à chaque cellule fille. Donc, là ou il n'y avait qu'une cellule, il s'en trouve désormais deux, chacune étant l'équivalent génétique de la cellule mère.
Par contre, il faudrait noter que c'est uniquement durant la mitose que les chromosomes prennent une forme très condensée.
- Voir Annexe 4
Qu'est-ce que le nucléole et à quoi sert-il?
Le nucléole est la structure intranucléaire qui est la plus visible entre les périodes de division cellulaire. Il ne possède pas de membrane et si on l'observe au microscope, on peut l'apercevoir sous forme d'une masse opaque de granules d'ARN ribosomiques et de fibres associées à la chromatine. Le nucléole est le site de la synthèse des sous-unités ribosomiques, car c'est là que s'effectue leur production. Un noyau peut contenir plus d'un nucléole, parfois même plus que deux, selon l'espèce et la phase du cycle cellulaire.
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