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Qu'est-ce qu'un noyau, quel est son rôle et ou le trouve-t-on?

Le noyau est le plus grand des organites, il est généralement de forme sphérique et a un diamètre variant de 5 à 7 micromètres. Il est caractéristique des cellules eucaryotes. Il se trouve donc dans les cellules végétales et animales. Il est l'une des principales différences entre les eucaryotes et les procaryotes, ces derniers en étant dépourvus. Une cellule possède généralement un noyau, mais l'absence ou même la pluralité, comme dans les champignons, de celui-ci est possible.

Ce compartiment est membranaire, c'est-à-dire qu'il est entouré d'une membrane double appelée enveloppe nucléaire, qui sépare son contenu du cytoplasme. Le noyau est le compartiment spécialisé qui dirige les activités et l'aspect physique de la cellule. Contrôler les réactions chimiques du cytoplasme et stocker les informations nécessaires à la division cellulaire sont les deux fonctions principales du noyau.

Il contient la plupart du matériel génétique(les autres se trouvent dans les mitochondrie et dans les chloroplastes. Le noyau baigne dans le cytosol, phase liquide où baignent les organites cytoplasmique comme le noyau. La communication entre le noyau et le cytosol se fait par les complexes de pores nucléaire, grands complexes protéiques présentant un canal central. Ces pores empêchent l'ADN, contenu par le noyau, de sortir de ce dernier. L'ADN cellulaire flotte librement dans cytosolet est lié à des protéines et empaqueté sous forme d'unités compactes appelées chromosome.

• Voir Annexe Noyau 1

Qu'est-ce qu'une membrane nucléaire?

Les deux membranes de l'enveloppe nucléaire sont formées d'une double couche de lipides associés à des protéines. Elles sont séparées par un espace de 20 à 40 nm environ. La membrane nucléaire renferme des milliers de pores. A l'embouchure de ces pores, les mebranes interne et externe de l'enveloppe nucléaire se rejoignent.

Qu'est-ce qu'un pore nucléaire?

Chaque pore est bordé d'une structure constituée de plusierus dizaines de protéines, le complexe du pore nucléaire, qui mesure environ 100 nm de diamètre. Ces pores traversent l'enveloppe nucléaire. Leur rôle est de réguler le passage de certaines macromolécules et particules, autrement dit les échanges entre le noyau et le cytoplasme. Chaque pore est composé de 50 types de protéines différentes, appelées nucléoporines.

• Voir Annexe Noyau 2

Qu'est-ce que l'ARN?

L'ARN, de son nom complet acide ribonucléique, est une molécule biologique trouvée dans pratiquement tous les organismes vivants.

Cette molécule a la même structure fondamentale que l'ADN mais contrairement a celui-ci, l'ARN comporte en principe qu'une seule chaîne. Il transmet les ordres de l’ADN afin de créer des protéines mais il peut aussi remplir de nombreuses autres fonctions et en particulier intervenir dans des réactions chimiques de la cellule.

Les ARN correspondent à des copies des gènes actifs de l'ADN. Les gènes qui ne s’expriment pas (les gènes dits “silencieux”) ne sont pas copiés en ARN. Bien qu'il existe de nombreuses similarités entre l'ADN et l'ARN il y a cependant quelques différences importantes sur le plan de la structure (l'ARN est, par exemple, chimiquement plus instable), ainsi que sur le plan fonctionnel (l'ARN est le plus souvent trouvé dans les cellules sous forme de simple brin, tandis que l'ADN est présent sous forme de deux brins complémentaires, formant une double hélice).

Enfin les molécules d'ARN trouvées dans les cellules sont plus courtes que l'ADN du génome.

Qu'est-ce qu'un chromosome?

Le chromosome est l'élément porteur de l'information génétique.

Les chromosomes contiennent les gènes et permettent leur distribution égale dans les deux cellules filles lors de la division cellulaire. Au microscope celui-ci apparait comme une structure en forme de bâtonnet.

Le nombre de chromosomes par cellule est une caractéristique d'espèce. Chez les humains, il y a 46 chromosomes (23 paires) et donc 46 molécules d' ADN par cellule diploïde.

Les chromosomes sont visibles que pendant une courte période du cycle cellulaire, après s'être dupliquée, chaque molécule d'ADN se condense et devient visible au microscope sous la forme d'un chromosome.

Qu'est-ce que la chromatine?

La Chromatine est le nom donné à la forme sous laquelle est est organisé l'ADN et les protéines dans le noyau. Cette structure a été baptisée chromatine. Il existe deux types de chromatine a distinguer.

○ L'euchromatine, structure active de l'ADN qui permet l'expression génétique.

○ L'hétérochromatine, région d'ADN condensée inactif qui semble servir pendant les phases chromosomiques.

Qu'est-ce qu'un ribosome?

Les ribosomes sont composés de protéines et d'ARN, soit des complexes ribonucléoprotéiques, qui sont présents dans toutes les cellules vivantes, eucaryotes ou procaryotes.

La fonction des ribososmes est de décoder les informations contenues dans l'ARN messager afin de synthétiser les protéines. Les risobomes possèdent deux sous-unités:

○ Une plus petite qui va "lire" l'ARN messager.

○ Une plus grosse qui, quand à elle, va se charger de la synthèse de la protéine correspondante.

La synthèse protéique est un processus complexe qui est commun a tout les êtres vivants.

On peut trouver les ribosomes sous différentes formes, ils se situent soit dans le cytoplasme sous forme libre, soit sous forme associés, aux membranes du réticulum endoplasmique, à l'enveloppe nucléaire ou même chez certaines bactéries à leur membrane interne. On peut même trouver des ribosomes dans les mitochondries.

Qu'est-ce qu'un gène?

Un gène est un fragment d’ADN constitué d’un enchaînement de maillons élémentaires appelés nucléotides ou bases. Nous ne sommes pas encore certains du nombre de gènes chez l'homme, mais nous pensons qu'il y en a entre 30 000 et 40 000.

L'ADN est en quelque sorte la forme de stockage de l'information biologique, soit des gènes. Celles-ci sont spécifiques a chaque individus. La couleur des yeux, des cheveux ou de la peau sont par exemple commandés par un gène spécial et respectif pour chacun d'entre eux.

Ces gènes auront une séquence de nucléotides (Les nucléotides sont des acides désoxyribonucléiques pour l'ADN et ribonucléiques pour l'ARN) particulière, par exemple, chez un individu aux yeux bleus, et une séquence un peu différente chez un individu aux yeux marron.

Les gènes sont transmises par l'hérédité ce qui fait qu'une mutation de gène peut être transmise à la génération suivante. Heureusement, quand la mutation n’atteint pas les gènes des cellules sexuelles (spermatozoïdes et ovules), elle n’est pas transmise à la descendance. Mais si, au contraire, elle affecte les cellules sexuelles, elle devient maladie héréditaire.

Les gènes produisent les protéines nécessaires à la construction, au développement et au bon fonctionnement d’un organisme. Une anomalie sur l’un des gènes peut l’empêcher de produire une molécule importante ou être à l’origine d’une protéine anormale et c’est le risque d’une maladie génétique. Une mutation pourrait ainsi engendrer la formation de tumeurs, parfois cancéreuses. Certains facteurs peuvent aggraver ces mutations:

○ Certains agents chimiques comme les produits cancérigènes comme l'amiante.

○ Certains agents physiques comme une trop forte exposition au rayons du soleil.

Qu'est-ce que l'ADN et quel est son rôle?

Dans les cellules eucaryotes, l'ADN est contenu dans le noyau (et une petite partie dans la matrice des mitochondries ainsi que dans les chloroplastes). Dans les cellules procaryotes, l'ADN est contenu dans le cytoplasme.

L'ADN est une macromolécule qui a la forme de deux chaînes hélicoïdales enroulées. C'est une molécule présente dans toutes les cellules vivantes et qui renferme l'ensemble des informations nécessaires au développement et au fonctionnement d'un organisme. C'est aussi le support de l'hérédité car il est transmis lors de la reproduction, de manière intégrale ou non. Il porte donc l'information génétique et constitue le génome des êtres vivants. Il n'est pas enserré dans le noyau, mais il flotte librement dans le cytosol. Il mesure environ deux mètres et est organisé dans les structures appelées chromosomes, porteurs de l'information génétique. Il contient une double couche de phospholipides.

Chaque chromosome dans chacun des cellules se compose d'un complexe d'ADN et de protéines appelé chromatine. La chromatine est comme un "collier de perles", chacune de ces "perles" constitue un nucléosome, qui est une unité fondamentale dans la condensation de l'ADN. Les protéines présentes dans la chromatine assurant la condensation de l'ADN sont appelées histones. Elles contiennent une forte proportion des acides aminées de charge positive (lysine et arginine).

L'ADN permet aux organismes de reproduire leurs composantes complexes d'une génération à l'autre. Il fournit les directives de sa propre réplication. Il dirige également la synthèse de l'ARN et, ce faisant, contrôle la synthèse des protéines. L'ADN constitue le matériel génétique que les parents lèguent a leur enfants. Les instructions qui programment teoutes les activités de la cellule sont encodées dasn la structure de l'ADN. L'ADN ne participe cependant pas directement aux opérations de la cellule. Chaque chromosome contient une longue molécule d'ADN qui porte habituellement des centaines ou des milliers de gènes.

Résumé de ses fonctions:

L'ADN est une macromolécule, polymère de nucléotides dont la structure et les propriétés chimiques lui permettent de remplir les fonctions suivantes :
1.Sa fonction principale est de stocker l'information génétique, information qui détermine le développement et le fonctionnement d'un organisme. Cette information est contenue dans l'enchaînement non-aléatoire de nucléotides.
2.Une autre fonction essentielle de l'ADN est la transmission de cette information de génération en génération. Cela permet l'hérédité.
3.L'information portée par l'ADN peut se modifier au cours du temps. Cela aboutit à une diversité des individus et à une évolution possible des espèces. Cela est dû à des mutations dues principalement à des erreurs lors de la réplication des séquences de l'ADN (ajout, délétion ou substitution de nucléotides), ou bien à des recombinaisons génétiques.

• Voir Annexe Noyau 3