Noyau cellulaire : définition, schéma, caractéristiques, parties et fonction

Le noyau cellulaire est un organite cellulaire propre aux cellules eucaryotes, qui sont celles qui ont un noyau bien défini et séparé du reste de la cellule par une membrane nucléaire. Le noyau contient et protège le matériel génétique de la cellule, qui généralement est formé par des molécules d'ADN.

• La chose la plus importante à propos du noyau cellulaire est qu'il contient presque tout l'ADN de la cellule (matériel génétique). L'information génétique s'y trouve emballée et condensée dans ce que l'on appelle la chromatine, avec des protéines et des histones. Elle ne se transforme en chromosomes qu'au moment de la division cellulaire.
• C'est le plus grand organite de toute la cellule, à tel point qu'il est visible au microscope optimal. Il mesure 10 microns de diamètre.
• On peut différencier le noyau des cellules animales de celui des cellules végétales. Les deux sont des cellules eucaryotes, mais certains éléments ne sont pas identiques. Le noyau de la plante est généralement plus grand que celui de l'animal et se trouve d'un côté, près de la paroi cellulaire, alors que le noyau de la cellule animale est plus petit et se trouve au centre de la cellule.

La structure du noyau cellulaire varie en fonction du stade de la cellule. S'il n'est pas en cours de division, il est donc composé des parties suivantes :

• L'enveloppe nucléaire : c'est ce qui délimite le noyau. Elle se compose d'une membrane nucléaire externe qui le sépare du cytoplasme et d'une membrane nucléaire interne. Entre les deux se trouve un espace appelé fente périnucléaire. La membrane nucléaire externe est maintenue par le réticulum endoplasmique rugueux, mais la membrane interne est attachée à la surface interne appelée lamina nucléaire fibreuse. Cette enveloppe nucléaire sert de barrière à l'extérieur, mais elle est aussi perméable et sélective.
• Les pores nucléaires : ces pores sont situés dans l'enveloppe nucléaire qu'ils traversent pour assurer la communication entre l'intérieur et l'extérieur, c'est-à-dire entre le noyau et le cytoplasme. Ils sont sélectifs et transportent vers l'extérieur des molécules telles que l'ARN, ou vers l'intérieur des lipides. Ils le font par l'intermédiaire de canaux constitués de protéines. Ce ne sont pas de simples pores et, au microscopie électronique, on peut voir qu'ils sont formés par 8 sous-unités protéiques, formant un cylindre, également appelé complexe du pore nucléaire.
• Lamelle nucléaire fibreuse : sert de couche de soutien au noyau, en particulier à la chromatine. Elle a la forme d'un treillis.
• Nucléole : il s'agit d'une grande zone à l'intérieur du noyau, qui constitue la partie la plus importante du noyau. C'est là que sont fabriqués les ribosomes par la synthèse de l'ARNr, c'est-à-dire de l'ARN ribosomique.
• Nucléoplasme : milieu liquide contenant le noyau. Il se trouve entre la membrane et le nucléole. Il est principalement constitué d'eau et contient des particules en suspension telles que des enzymes qui permettent la synthèse de l'ARN, des sels, des lipides et des hormones entre autres.
• Chromatine : il s'agit de l'ADN disposé à l'intérieur du noyau. Elle est donc constituée d'ADN et de protéines. Ces dernières sont appelées histones, et les protéines non histones. Elle peut se trouver à différents niveaux de compaction. Les zones fortement compactées sont appelées hétérochromatine, et celles qui sont dispersées sont appelées euchromatine.

Ce qui change quand la cellule est en division, ou mitose, c'est que le noyau a une chromatine très condensée. C'est là que se forment les chromosomes, c'est-à-dire la chromatine organisée. Chaque chromosome est formé de deux chromatides qui sont reliées au centre par ce que l'on appelle le centromère.

Ci-dessous, vous pouvez voir un schéma du noyau cellulaire.

Découvrez les différentes phases du cycle cellulaire.

• Stockage d'information génétique : l'information génétique est compactée dans le noyau, spécifiquement dans la chromatine comme nous venons de le voir. Cela permet d'organiser et d'optimiser un espace qui occuperait 100 000 fois le diamètre du noyau cellulaire. Cet ADN est constitué de paires de bases, qui sont réunies dans ce que l'on appelle les nucléosomes. Le noyau n'a pas seulement pour fonction de stocker l'information, il possède aussi la machinerie nécessaire à son fonctionnement.
• Réplication : c'est le processus par lequel l'ADN se multiplie en une copie identique à la première.
• Expression des gènes : c'est le processus par lequel l'information codée dans les gènes est transformée en protéines, qui seront utilisées par les cellules pour créer des structures et exécuter des processus. Ce processus se déroule en trois étapes, à commencer par la transcription, au cours de laquelle l'ADN est converti en ARN messager, qui est ensuite traduit en protéines.
• Régule le cycle cellulaire : le nucléole a notamment pour fonction d'assurer la médiation de la différenciation cellulaire, c'est-à-dire du cycle cellulaire.

Dans les articles suivants on vous dit tout sur les différences entre ADN et ARN et sur la mitochondrie.

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