Noyau cellulaire : définition, caractéristiques, composants et fonctions

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

• La caractéristique la plus importante du noyau est qu’il contient presque tout l’ADN de la cellule, c’est‑à‑dire le matériel génétique. Cette information génétique est empaquetée sous une forme appelée chromatine, associée à des protéines et des histones. Celle-ci ne se condense en chromosomes que lorsque survient le moment de la division cellulaire.
• Il s’agit de l’organelle la plus volumineuse de toute la cellule, au point qu’elle peut être observée à l’aide d’un microscope optique. Son diamètre est d’environ 10 micromètres.
• On peut distinguer entre le noyau animal et le noyau végétal. Les deux sont des cellules eucaryotes, mais certains éléments diffèrent. Le noyau végétal est généralement plus grand que le noyau animal et il se situe d’un côté, près de la paroi cellulaire, alors que le noyau animal est plus petit et se trouve au centre de la cellule.

La structure du noyau cellulaire varie selon la phase dans laquelle il se trouve. S’il n’est pas en division, il comporte les parties suivantes :

• Enveloppe nucléaire : elle délimite le noyau. Elle se compose d’une membrane nucléaire externe qui le sépare du cytoplasme et d’une membrane nucléaire interne à l’intérieur. Entre les deux se situe une cavité appelée fente périnucléaire. La membrane externe est continue avec le réticulum endoplasmique rugueux, mais la membrane interne est attachée à la surface interne appelée lamina nucléaire fibrosa. Cette enveloppe nucléaire sert de barrière extérieure tout en restant perméable et sélective.
• Pores nucléaires : ces pores se trouvent dans l’enveloppe nucléaire, la traversant 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. Ils y parviennent grâce à des canaux formés par des protéines. Ils ne sont pas de simples pores ; à l’observation en microscopie électronique, on voit qu’ils se forment de 8 sous-unités protéiques, formant un cylindre également appelé complexe du pore nucléaire.
• Lamina nucléaire fibrosa : elle sert de couche de soutien pour le noyau, notamment pour la chromatine. Elle a une forme de réseau.
• Nucléole : il s’agit d’une grande région à l’intérieur du noyau, qui est la partie la plus volumineuse du noyau. C’est ici que les ribosomes sont fabriqués par la synthèse de l’ARN ribosomique (ARNr).
• Nucleoplasme : c’est le milieu liquide qui contient le noyau. Il se situe entre la membrane et le nucléole. Il est principalement composé d’eau et contient des particules en suspension telles que des enzymes pour la synthèse de l’ARN, des sels, des lipides, des hormones, entre autres.
• Chromatine : il s’agit de l’ADN organisé à l’intérieur du noyau. Elle est donc constituée d’ADN et de protéines. Ces protéines comprennent les histones et des protéines non histones. On peut la trouver à différents niveaux de compaction. Les zones fortement condensées sont appelées hétérochromatine, et celles dispersées, éuchromatine.

Ce qui change lorsque la cellule est en division ou en mitose, c’est que le noyau contient la chromatine très condensée. C’est alors que se forment les chromosomes, c’est‑à‑dire l’ADN organisé. Chaque chromosome est composé de deux chromatides réunies au centre par un centromère.

Découvrez les Phases du cycle cellulaire.

• Stockage de l’information génétique : l’information génétique est compacte dans le noyau, précisément dans la chromatine comme nous venons de le revoir. Cela sert à organiser et optimiser l’espace qui occuperait 100 000 fois le diamètre du noyau cellulaire. Cet ADN est constitué de paires de bases et s’organise autour de nucléosomes. Le noyau n’a pas seulement la fonction de stocker l’information, il possède aussi la machinerie nécessaire pour qu’elle soit fonctionnelle.
• Réplication : c’est le processus par lequel l’ADN se duplique pour donner une copie identique de lui-même.
• Expression génétique : c’est le processus par lequel l’information codée dans les gènes est convertie en protéines, utilisées par les cellules pour construire des structures et mener des processus. Cela se réalise en trois étapes, débutant par la transcription, où l’ADN est converti en ARN messager, puis ce dernier est traduit en protéine.
• Régule le cycle cellulaire : le nucléole joue un rôle dans la différenciation cellulaire, c’est‑à‑dire dans le cycle cellulaire.

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

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