La cellule est la composante organisationnelle et fonctionnelle fondamentale des êtres vivants, étant la construction naturelle la plus simple qui inclut toutes les propriétés attribuées à la vie. En effet, certains organismes ne sont constitués que d'une seule cellule.
La caractéristique visuelle et fonctionnelle la plus remarquable d'une cellule typique est son noyau.
La meilleure analogie du noyau cellulaire est que, au moins dans < em> eucaryotes
, c'est le "cerveau" de la cellule. de la même manière qu'un cerveau littéral est le centre de contrôle de l'animal parent.
Chez les procaryotes Garder la forteresse: le noyau est l'un des nombreux organites (français pour "petit organe") trouvés dans les cellules eucaryotes. Toutes les cellules sont liées à une membrane par une double membrane, généralement appelée simplement cellule membrane Le noyau est normalement l'organelle le plus proéminent quand une cellule est vue sous un microscope, et il est incontestablement prééminent en termes d'importance de la fonction. Tout comme le cerveau d'un animal, bien que soigneusement protégé dans un espace physique aussi sûr que possible, doit communiquer avec le reste du corps de diverses manières, le noyau bien gardé échange du matériel avec le reste de la cellule à travers une variété de mécanismes. Alors que le cerveau humain a la chance d'être protégé par un crâne osseux, le noyau repose sur une enveloppe nucléaire pour la protection. Puisque le noyau est dans une structure qui est elle-même protégée du monde extérieur par une membrane cellulaire (et dans le cas des plantes et de certains champignons, une paroi cellulaire), des menaces spécifiques pour le noyau devraient être minimal. Rencontrez e Equipe de sécurité nucléaire: L'enveloppe nucléaire a les caractéristiques d'une double membrane plasmique, comme celle qui entoure tous les organites. Elle contient des ouvertures appelées pores nucléaires, à travers lesquelles des substances peuvent être échangées avec le cytoplasme cellulaire conformément à la réalité. exigences en temps. Ces pores contrôlent activement le transport de molécules plus grosses, telles que des protéines, dans et hors du noyau proprement dit. Cependant, des molécules plus petites, telles que l'eau, des ions (par exemple, le calcium) et des acides nucléiques tels que l'acide ribonucléique (ARN) et l'adénosine triphosphate (ATP, une source d'énergie), peuvent passer librement d'avant en arrière à travers les pores. De cette façon, l'enveloppe nucléaire elle-même, en dehors de son contenu, contribue à la régulation des informations transmises du noyau au reste de la cellule. Les affaires du gouvernement nucléaire: le noyau contient du désoxyribonucléique acide (ADN) emballé dans des chaînes moléculaires enroulées appelées chromatine. Cela fonctionne comme le matériel génétique de la cellule, et la chromatine est divisée chez l'homme en 46 unités appariées appelées chromosomes. Chaque chromosome n'est en réalité rien de plus qu'un très long brin d'ADN et une abondante dispersion de protéines appelées histones Enfin, le noyau contient également un ou plusieurs nucléoles Ceci est une condensation d'ADN qui code pour l'org anelles appelées ribosomes. Les ribosomes, à leur tour, sont responsables de la fabrication de presque toutes les protéines du corps. Au microscope, le nucléole apparaît sombre par rapport à son environnement. Comme indiqué, la molécule fondamentale de la chromatine et des chromosomes dans le noyau, et donc la molécule de base de l'information génétique , est de l'ADN. L'ADN est constitué de monomères appelés nucléotides, chacun ayant à son tour trois sous-unités Un seul nucléotide ainsi contient un phosphate lié au désoxyribose, qui est lié de son côté opposé à la base azotée présente. Les nucléotides sont, logiquement, nommés pour la base azotée qu'ils contiennent (par exemple, A, C, G ou T). Enfin, le phosphate d'un nucléotide est lié au désoxyribose du suivant, créant ainsi une longue chaîne ou brin d'ADN. Mise en forme de l'ADN: Dans la nature, cependant, l'ADN n'est pas simple brin mais double brin Cela a une variété d'implications fonctionnelles, dont l'une est que si la séquence des nucléotides dans un brin d'ADN est connue, la séquence du brin auquel il peut se lier peut être déduite. Sur la base de cette relation, dans l'ADN double brin, un brin est complémentaire L'ADN double brin est, lorsqu'il n'est pas perturbé par des facteurs extérieurs, sous la forme d'une double hélice . Cela signifie que les brins liés complémentaires sont joints par des liaisons entre leurs bases azotées, formant quelque chose comme une échelle, et que les extrémités de cette construction en forme d'échelle sont tordues dans des directions opposées les unes des autres. Si vous avez vu un escalier en colimaçon, vous avez en quelque sorte vu à quoi ressemble une double hélice d'ADN. Dans le noyau, cependant, l'ADN est très serré; en fait, pour fonctionner dans une cellule animale, chaque cellule doit contenir suffisamment d'ADN pour atteindre un étonnant 6 pieds si elle était étirée de bout en bout. Cela se fait par la formation de chromatine. Chromatine, l'expert en efficacité cellulaire: la chromatine est constituée d'ADN et de protéines appelées histones. Des portions contenant de l'ADN seul alternent avec des sections contenant de l'ADN enroulées autour des histones. Les composants histones sont en fait constitués d'octets ou de groupes de huit. Ces huit sous-unités sont réparties en quatre paires. Là où l'ADN rencontre ces octets d'histone, il s'enroule autour des histones comme du fil enroulé autour d'une bobine. Le complexe ADN-histone résultant est appelé un nucléosome. Les nucléosomes sont enroulés dans des structures appelées solénoïdes La chromatine des humains est divisée en 46 morceaux distincts, qui sont les chromosomes. Chacun reçoit 23 chromosomes de chaque parent. 44 de ces 46 chromosomes sont numérotés et appariés, de sorte que chacun obtienne deux copies du chromosome 1, deux du chromosome 2 et ainsi de suite jusqu'à 22. Les chromosomes restants sont les chromosomes sexuels. Un homme a un X et un chromosome Y, tandis qu'une femelle a deux chromosomes X. 23 est considéré comme le nombre haploïde chez l'homme, tandis que 46 est appelé le nombre diploïde. À l'exception des cellules appelées gamètes, toutes les cellules d'une personne contiennent un nombre diploïde de chromosomes, une seule copie complète des chromosomes hérités de chaque parent. La chromatine se présente en réalité en deux types, hétérochromatine L'euchromatine est moins serrée, et il est généralement transcrit. L'arrangement plus lâche de l'euchromatine facilite l'accès des molécules qui participent à la transcription à l'ADN. Il s'agit de la première étape du soi-disant "dogme central" de la biologie moléculaire: L'ADN est transcrit pour produire l'ARNm messager, qui est ensuite traduit La synthèse ultime du produit protéique est ce que les scientifiques veulent dire quand ils mentionnent l'expression des gènes Au début de la transcription, la double hélice d'ADN dans la région à transcrire devient partiellement déroulée, ce qui entraîne une bulle de transcription. À ce stade, les enzymes et autres protéines qui contribuent à la transcription ont migré vers la région. Certains d'entre eux se lient à une séquence d'ADN de nucléotides appelée promoteur La réponse au site du promoteur détermine si le gène "en aval" sera transcrit ou s'il sera ignoré. L'ARN messager est assemblé à partir de nucléotides, qui sont les mêmes que ceux trouvés dans l'ADN, à l'exception de deux caractéristiques: le sucre est le ribose au lieu du désoxyribose et la base azotée uracile (U) remplace la thymine. Ces nucléotides sont réunis pour créer une molécule presque identique au brin complémentaire Ainsi, un brin d'ADN avec la séquence de base ATCGGCT aurait un brin d'ADN complémentaire de TAGCCGA et un produit de transcription d'ARNm de UAGCCGU. Une fois l'ARNm a été entièrement transcrit, il s'éloigne de l'ADN sur lequel il a été assemblé. Il subit ensuite un épissage, ce qui élimine les parties non codantes des protéines de l'ARNm ( introns Finalement, il rencontrera un ribosome, et le code qu'il porte sous la forme de sa séquence de base sera traduit en une protéine particulière. La mitose est le processus en cinq phases (certaines sources plus anciennes énumèrent quatre phases) par lequel une cellule réplique son ADN, ce qui signifie répliquer ses chromosomes et les structures qui leur sont associées, y compris le noyau. Au début de la mitose, les chromosomes, qui à ce stade du cycle de vie de la cellule se sont assis de manière assez lâche dans le noyau, se condensent beaucoup plus, tandis que le nucléole fait le contraire et devient plus difficile à visualiser; au cours de la deuxième des cinq étapes de base de la mitose, appelée prométaphase La dissolution de l'enveloppe nucléaire est contrôlée par l'ajout et l'élimination de groupes phosphate aux protéines dans le noyau. Ces phosphorylation La membrane nucléaire formant l'enveloppe est réduite à un assortiment de petites vésicules membraneuses, et le nucléaire les pores qui avaient été présents dans l'enveloppe nucléaire sont démontés. Rappelons que ce ne sont pas de simples trous dans l'enveloppe, mais des canaux qui sont activement régulés pour empêcher certaines substances de simplement entrer et sortir du noyau de manière incontrôlée Pendant la télophase
, qui n'ont pas de noyaux, le matériel génétique se trouve dans un amas lâche caractéristique du cytoplasme de la cellule. Alors que certaines cellules eucaryotes sont anucléées (par exemple, les globules rouges), la plupart des cellules humaines contiennent un ou plusieurs noyaux qui stockent des informations, envoient des commandes et remplissent d'autres fonctions cellulaires "supérieures".
La structure du noyau
; tous les organites ont également une double membrane plasmique qui sépare l'organite du cytoplasme, la substance gélatineuse qui constitue la majeure partie de la masse de l'intérieur d'une cellule.
.
( nucléole singulier
).
Information génétique le noyau
: un sucre à cinq carbones appelé désoxyribose, un groupe phosphate
et une base azotée
. Les sections sucre et phosphate de la molécule sont invariantes, mais la base azotée se décline en quatre types: adénine (A), cytosine (C), guanine (G) et thymine (T).
. Cela se produit par liaison entre les bases azotées des brins adjacents. De manière critique, les types de liaisons qui peuvent être formées dans cet arrangement sont limités à AT et CG.
de l'autre.
, qui sont ensuite enroulées en d'autres structures et ainsi de suite; cette superposition exquise de bobinage et d'emballage est ce qui permet finalement à tant d'informations génétiques d'être condensées dans un si petit espace.
et euchromatine
. L'hétérochromatine est très serrée, même selon les normes de la chromatine en général, et son ADN n'est généralement pas transcrit
en ARN qui code pour un produit protéique fonctionnel.
••• Expression des gènes et du noyau
<•• > La transcription, le processus par lequel l'ADN est utilisé pour créer une molécule d'ARN messager (ARNm), a lieu dans le noyau.
en protéines. L'ADN contient les gènes, qui sont simplement des longueurs d'ADN uniques qui codent pour des protéines données.
.
.
de l'ADN utilisé comme modèle pour la transcription.
, comme on les appelle, associés avec eux. Mais_ chaque codon code invariablement pour le même acide aminé_.
) tout en en laissant intacts les segments codant pour les protéines ( exons
). Cet ARNm traité quitte ensuite le noyau pour le cytoplasme.
Division cellulaire et le noyau
, l'enveloppe nucléaire disparaît.
et déphosphorylation
les réactions sont régulées par des enzymes appelées kinases
.
, et lorsque l'enveloppe se dissout, les lamines sont dépolymérisées et existent plutôt brièvement sous la forme de dimères
ou des groupes de deux sous-unités.
, dernière étape de la mitose, deux nouvelles enveloppes nucléaires se forment autour des deux ensembles de chromosomes filles, et la cellule entière se divise ensuite en cours de cytokinèse pour terminer la division de la cellule.
