Noyau cellulaire : définition, caractéristiques, composants et fonction

Le noyau cellulaire est un organite spécifique des cellules eucaryotes, c’est-à-dire celles qui possèdent un noyau défini et séparé du reste de la cellule par une enveloppe nucléaire. Le noyau contient et protège le matériel génétique de la cellule, qui est généralement constitué d’ADN.

• Le point le plus important concernant le noyau est qu’il conserve presque tout l’ADN de la cellule, c’est-à-dire le matériel génétique. Ce matériel est empaqueté sous forme de chromatine, associée à des protéines et à des histones. Cette chromatine se condense en chromosomes uniquement lorsque la cellule se prépare à se diviser.
• Il s’agit du plus grand organite de toute la cellule, au point d’être visible à l’œil nu avec un microscope optique. Son diamètre est d’environ 10 μm.
• On peut distinguer le noyau des cellules animales et végétales. Les deux appartiennent aux cellules eucaryotes, mais certains éléments diffèrent. Le noyau végétal est généralement plus volumineux et se situe près de la paroi cellulaire, alors que le noyau animal est plus petit et se trouve généralement au centre de la cellule.

La structure du noyau évolue selon la phase du cycle cellulaire. Hors mitose, il comporte les éléments suivants :

• Enveloppe nucléaire : elle délimite le noyau. Elle se compose d’une membrane nucléaire externe qui le sépare du cytoplasme, et à l’intérieur d’une membrane nucléaire interne. Entre les deux se situe une fente périnucléaire. La membrane externe est continue avec le réticulum endoplasmique rugueux, tandis que la membrane interne est attachée à la surface interne appelée lamina nucléaire fibrosa. Cette enveloppe nucléaire sert de barrière externe, tout en restant perméable et sélective.
• Pores nucléaires : ces pores traversent l’enveloppe nucléaire 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 des molécules comme l’ARN vers l’extérieur ou des lipides vers l’intérieur. Cela se fait par des canaux formés par des protéines. Ce ne sont pas de simples pores : à l’observation en microscopie électronique, on voit qu’ils sont formés par 8 sous-unités protéiques, formant un cylindre appelé complexe de pore nucléaire.
• Lamina nucléaire fibrosa : elle agit comme une couche de soutien pour le noyau, en particulier pour la chromatine. Elle a la forme d’un réseau.
• Nucléole : c’est une région volumineuse à l’intérieur du noyau et c’est la partie la plus importante à l’intérieur du noyau. Là, on fabrique les ribosomes via la synthèse de l’ARN ribosomique (ARNr).
• Nucléoplasme : c’est le milieu liquide qui contient le noyau. Il se situe entre la membrane et le nucléole. Il est majoritairement composé d’eau et contient des particules en suspension comme des enzymes pour la synthèse de l’ARN, des sels, des lipides, des hormones, entre autres.
• Chromatine : c’est l’ADN organisé à l’intérieur du noyau. Elle est donc composée d’ADN et de protéines. Ces dernières comprennent des histones et des protéines non histones. On la retrouve à différents niveaux de compaction. Les zones fortement condensées sont appelées hétérochromatine, tandis que celles plus dispersées portent le nom d’eucromatine.

Ce qui change lorsque la cellule est en division ou en mitose, c’est que la chromatine est fortement condensée. C’est à ce moment-là que se forment les chromosomes, c’est-à-dire la chromatine organisée. Chaque chromosome est constitué de deux chromatides qui se rejoignent au niveau du centromère.

Découvrez les phases du cycle cellulaire.

• Stockage de l’information génétique : l’information génétique est compacte à l’intérieur du noyau, précisément dans la chromatine comme nous venons de le voir. Cela sert à organiser et optimiser l’espace qui occuperait 100 000 fois le diamètre du noyau. Cet ADN est constitué de paires de bases et s’associe à des nucléosomes. Le noyau n’a pas uniquement pour fonction de stocker l’information, mais possède aussi les machines nécessaires pour qu’elle soit fonctionnelle.
• Réplication : c’est le processus par lequel l’ADN se réplique pour produire une copie identique.
• Expression génétique : c’est le processus par lequel l’information codée dans les gènes est transformée en protéines, utilisées par les cellules pour leurs structures et pour réaliser divers processus. Cela se fait en trois étapes, en commençant par la transcription, où l’ADN devient un ARNm, et enfin ce dernier est traduit en protéine.
• Régule le cycle cellulaire : le nucléole joue un rôle dans la médiation de la différenciation cellulaire, c’est-à-dire dans le cycle cellulaire.

Maintenant que vous savez ce qu’est le noyau cellulaire et que vous connaissez ses parties, ne manquez pas ces articles sur la différence entre l’ADN et l’ARN et les types de cellules.

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