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Les eucaryotes se caractérisent par la présence d’une enveloppe délimitant le noyau organite

individualisé et observé pendant l’interphase (période qui sépare 2 divisions cellulaires successives)

I. Caractère généraux du noyau inter phasique

Organite volumineux sphérique à ovoïde parfois lobé (g lobe blanc) limité par une membrane

nucléaire qui limite le Nucléoplasme ou se trouve le matériel génétique (chromatine et

nucléole)

Généralement les cellules possèdent 1 seul noyau, cependant la cellule hépatique présente 2

noyaux, la fibre musculaire

II. Constituant nucléaire

1. Enveloppe nucléaire

Une excellente barrière entre le cytosol et le Nucléoplasme, elle est composé d’une double

couche lipidique séparé par un espace périnucleaire .la membrane externe est en continuité

avec le Rétinaculum endoplasmique rugueux et souvent parsemée de ribosomes, la

membrane interne est faite de structure fibreuse

La membrane externe est en continuité avec la membrane interne au niveau des parois

nucléaires, ces derniers sont composé de protéines, disposé en carreaux et contrôle

activement le passage de substances entre le cytoplasme et la Nucléoplasme dans les 2 sens

2. Nucléoplasme

Il est riche en cation (Na2+,Ca2+,MG++),on y trouve également des fibres de protéines

solubles en enzyme des métabolisme nécessaire a la synthese des acides nucléiques

et des nucléotides fournisseur d’énergie (Atp,Gtp,Ctp,Utp)

3. Chromatine

C’est une substance constitué essentiellement d’Adn de protéines basiques appelées

histones et des protéines non basiques

Deux types de chromatine peuvent être distingués

Euchromatine : sa structure est de globalement condensé permettant l’expression

génétique (correspond aux gènes actif de la cellule)

Hétérochromatine : facultatif et en zone d’ADN synthétase =heter… constitutive)

4. Nucléole

Structure dense et sphérique qui na pas de membrane .le nombre et la taille sont

variable et dépendent des types de cellules et de l’activité de synthèse des protéines

quitte le centre de synthèse des ribosomes (constitué de précurseur de ribosomes

inachevée).

Dans une cellule humaine le petit nucléole se forment, augmentent rapidement de

taille pour fusionner en 1 seul grand nucléole typique d’une cellule en interphase.

La formation des ribosomes dans le nucléole s’effectue en plusieurs étapes qui se

déroulent dans les zones fibrillaires granulaires

Etape 1 :L’ADN codant les ARNr est t de ranscrit en un préARNr cette étape

se passe dans la zone fibrillaire du nucléole.

Etape 2 :le preARN est ensuite découpé en 3 ARNr

Etape 3 : simultanément dans le Nucléoplasme de l’ADN codant les protéines

constitutives des ribosomes est transcrit en ARNm

Etape 4 :L’ARN messager est traduit en protéines dans le cytoplasme

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Etape 5 :les protéines traduites restent dans le noyau et dans le nucléole elle

s’associent avec les ARN ribosomiaux pour transformer des ribosomes.

Etape 6 : les ribosomes reformé sortent du noyau et migrent dans le

cytoplasme et jouent leur rôles.

III. Organisation de l’ADN nucléaire

L’ADN est un polymère composé de plusieurs nucléotides arrangé selon un ordre précis

.l’ensemble de ces nucléotides représente l’information génétique porté par les

chromosomes à l’intérieur du noyau.

La molécule D’ADN d’une eucaryote longue doit subir des repliements des compactions pour

se contenir dans les noyaux, ce phénomène est assuré par des protéines spécialisé (Histones)

1. Histones

Ce sont des petites protéines, chargé positivement cela permet de se lier fortement

et constamment à l’ADN (des nucléo filaments) et sont ainsi susceptible de jouer un

rôle important

On distingue 5 types d’histones dans la cellule eucaryote formant 2 groupes

différents

Histones nucléosomique : petites protéines Octamère d’histones de

structure (H2A,H2B ,H3et H4)

Histones H1 : responsable de l’empilement des nucléosomes

2. Nucléosome

Un nucléosome est une complexe de protéine Octamère d’histones de structure

(H2A,H2B,H3,H4et d’ADN qui résulte de la compaction de la chromatine au sein du

noyau.

L’ADN s’enroule autour du corps octamérique formant une sous unité globulaire

(nucléosome=10nm) et la structure adopté par l’exemple des nucléosomes donne à

la chromatine son apparence de collier de perles régulièrement espacé le long du

filament par un segment d’ADN inter nucléosomique le lieu ribonucléique et le

nucléosome constituent le nucléosome entier composé de 200 paires de bases

d’ADN .

L’arrangement des nucléosomes subit 2éme étape de compaction à l’aide de la

protéine histone H1 et forme une fibre de chromatine condensée et l’obtient d’un

chromosome résulte d’un degré de repliement plus élevé, cela ne s’observe qu’au

moment de la division de la cellule. A la fin de la division le chromosome se

décondense.

3. Chromosome

Chaque chromosome contient probablement une longue molécule d’ADN condensé

et organisé en série de bronches pour s’ajuster dans le noyau.les chromosomes ne

sont visible qu’au cours de la mitose (empilement des nucléosomes par l’histone H1)

Apres leur réplication pendant l’interphase du cycle cellulaire, les chromosomes sont

composés de 2 copies identique de chromatides, attachées entre elles au niveau

d’un centromère

L’espèce humaine en compte 46 23 paires dont 22 sont des chromosomes

homologues (autosomes) ,la dernière paire correspond au deux chromosomes

sexuelles (gonosomes) .les chromosomes humaines sont numéroté de 1 à 22 du plus

long au plus petit.

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IV. Activité du noyau

Le noyau contrôle les mouvements cellulaire, la nutrition et la synthèse des protéines

nécessaire à la croissance et a la division cellulaire .Le noyau stocke l’information génétique

(ADN) à travers laquelle contrôle l’ensemble des activités.

Cette information génétique est transmise d’une génération a une autre par dédoublement

d’ADN au cours des divisions cellulaires la synthèse des protéines se fait au 2 étapes

Transcription et traduction par différent type d’ARN

1. Réplication d’ADN

La cellule double sa quantité d’ADN et se prépare a la division, pendant l’interphase

molécules d’ADN se déroulent et donnent deux brins servant de matrice pour la

synthèse d’un nouveau brin complémentaire est égale c’est la reconnaissance de

chaque molécule d’ADN par un nucléotide complémentaire ,puis polymérisation de

ce dernier par l’ADN polymérase dans le sens 5’>3’ ,la réplication commence à des

endroit précis ,fourche de réplication et progresse dans les deux sens ,on dit que la

réplication des ADN est bidirectionnelle cette fonction d’ADN se fait en 3 etapes

différents, initiation élongation et terminaison .

a) Initiation

La fourche de réplication est créé par l’action des hélicase qui séparant les 2 brins de

la double hélice d’ADN en brisant les liaisons hydrogènes un complexe d’enzyme

topoïsomérase 1 et 2 intervient 1 pour faciliter l’élongation de la fourche de

réplication en évitant les torsions d’ADN.

b) Elongation « synthèse d’ADN »

Les brins de la double liaison d’ADN sont antiparallèle et donc les

mécanismes d’élongation différent selon le brin à répliquer.

Il existe ainsi un brin direct en précoce, crée de façon continue dans le sens

5’>3’ ,et un brin indirect ou tardif crée de façon discontinue ,sous forme de

fragment d’Okazaki dans le sens 5’>3’.

Comment le brin tardif est synthétisé ?

L’ADNp a besoin d’un amorce pour fonctionner, cette dernière est fournie

par l’ARN crée par une primase .Il y’aura donc sue le brin retard des jonctions

ARN-ADN, qui seront par la suite éliminée par une ARNase .

Des ADN polymérase particulière vont ensuite combler les lacunes laissées

par l’ARN ensuite une lipase relie les fragments d’Okazaki de 200 pb.

c) Terminaison

Correspond a l’arrêt de la réplication lorsque deux fourches de réplication se

rencontrent ou lorsqu’une fourche rencontre un signal de terminaison de la

réplication.

d) Fidélité de la réplication

La conservation du matériel génétique d’ensemble non seulement

mécanisme précis de copie d’ADN à chaque génération cellulaire mais

également des systèmes de réparation des lésions accidentelles qui doivent

agir au cours de la réplication ,cette répartition est due en très grande partie

à l’ADNp qui et en place l’enzyme exonucléasique en cas d’erreurs d’autre

systèmes de réparation des mésappariement mismatch repair ou MR ou PR5

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sont activé si des erreurs s’y échappent et un disfonctionnement de ce

système altérât d’ADN nutritions.

2. Mécanisme de réparation spontané de l’ADN

Le mismatch repair (système de réparation des mésappariement de l’ADN ) est

nécessaire pour maintenir l’intégralité de l’information génétique .chez l’homme

l’altération de ces gènes est responsable de l’apparition de cancers précoce (HNPCC)

la P53 gène qui contrôle négativement la prolifération cellulaire gène suppresseur

des Tm intervient pour bloquer le cycle cellulaire ,si l’ADN est lésé on na pas achevé

sa replication

a) Le contrôle du cycle cellulaire

L’ARN polymérase enzyme qui catalyse cette réaction de transcription 3

type de polymérase interviennent dans la transcription des différents

ARN , l’ARNp reconnait et se fixe en amont d’une région codante d’un

gène =site promoteur (signal d’initiation).

V. Mécanisme de la transcription

1. ARNm

La transcription se déroule dans le noyau la mitochondrie dot être décompactée

(enchromatine =accès aux protéines) les ARNp doivent être accompagnées de facteur s de

transcription (protéines TF1 TF2) ce qui constitue un complexe protéique

L’ARN produit par la transcription devrais subir une maturation post-transrationnelle en bras.

2. Le processus de transcription

3phase distinctes dans le processus de transcription

Phase d’initiation :la reconnaissance du gène à transcrire spécifique d’’une ou des

protéines a traduire (bote CAAT et TATA =promoteur), cette boite TATA situé à 30

pair de bases avant la transcription ,elle fixe l’ARNp 2 ce boite CAAT modulateur de la

transcription et la boite GC échancre stimule la transcription à plusieurs centaines

de paires de bases de la transcription .

Différent TF s’assemblent, formant un complexe stable avec l’ADN –ARNp facteur de

transcription supplémentaire également trans-activateurs doivent intervenir NF1 se

lie à la boite CAAT le SP1 se lie aux boite GC le transcription commence par la fixation

de complexe ADN-ARNp TF sur la boite TATA ce qui va constituer le cœur d’initiation.

Les séquences enhancers également cis activateurs seront activées par des protéines

qui vont entrer en contact avec la boite TATA

Phase d’élongation : La phosphorylation de l’ARN p Kinase est essentielle

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Déplacement de l’ARNp jusqu’au lieu d’origine de la transcription

Adition séquentielle des ribonucléotides

Phase de terminaison : assuré par des signaux spécifiques

Le signal P de phosphorylation AATAAA

La polymérase est libérée sous l’action de divers facteurs

L’ARN est clivé au niveau de signal de polymérisation

L’ARN obtenus n’est pas fonctionnel, doit subir 3 étapes de maturation.

3. Etapes de maturation de l’ARNm (3etapes)

Capping de l’extrémité 5’excitions des introns et réunion des exons (épissage)

La Polyadénylation de l’extrémité 3’ (le poly Ap ou PAP ajoute de nombreux résidus

adénine=queux poly A)

Le capping : fixation d’une guanine sur l’extrémité 5’

La Polyadénylation : adition de la queue poly A à l’extrémité 3’ des ARNm

L’épissage :les snrnp ou snurps vont intervenir pour l’excision des introns et soudure

des exons

L’épissage alternatif : le signal d’épissage alternatif permet à 1 pre ARNm d’etre

épissé en plusieurs ARNm matures, c’est ainsi qu’un gène peut coder plusieurs

protéines.

VI. Les autres ARN (ARNr et ARNt)

1. ARN ribosomale

Constituant principale des ribosomes

Rôle dans la traduction de l’information génétique

Se présente toujours en structure tridimensionnel qui le protège et le stabilise

Synthèse des ARNr

Sont produits à partir de gènes codes dans l’ADN

Sont transcrit par l’ARNp1 ARN455 (13000 nucléotide)

L’ARN néosynthétisé est immédiatement condensé avec des protéines =ribosomes

Maturés dans le nucléole ARN28S,ARN18S

L’ARN 5S est transcrit par l’ARNp 3 puis maturé séparément dans le noyau

Le ribosome est composé de deux sous unité une petite et une grande unité

Grande unité (60s) et petite unité (40s)

La petite sous unité se lie à l’ARNm permettant ainsi la reconnaissance des codants

(aide nucléiques)

La grande sous unité catalyse la formation de la liaison peptidique

Fonction des différent ARNr :

ARNr de la petite sous unité c’est le contrôleur de la traduction du message

génétique en protéines :

Impliqué dans la lecture de l’ARN messager

Vérifie l’interaction entre le codant de l’ARNm et l’anticodant de l’ARNt.

ARN de la grande sous unité (28S)

C’est le catalyseur directe de la synthèse des protéines :

Impliqué dans la formation des liaisons peptidiques

Site actif du ribosome est constitué exclusivement d’ARNr (: peptidyl transférase)

2. ARN de transfert ou ARNt

C’est un court ARN (50 à 100 nucléotides)

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Intervient lors de la synthèse des protéines dans la cellule

Les cellules vivants contiennent quelque dizaine de sorte d’ARNt, chacune d’elle

étant dédiée au transfert de l’un des 20 acide aminé du ribosome

Synthèse des ARNt :

Spécifiquement transcrite par l’ARNp 3

Maturé par des enzymes qui clivent les extrémités

Fonction des ARNt

Rôle essentiel dans le transfert du message génétique

Assure la correspondance entre l’acide nucléique et l’ARNm de ces acides

aminés dans ces ribosomes conformément au code génétique

Structure des ARNt

VII. La traduction de l’ARNm code génétique

La traduction est l’interprétation des codants de l’ARN en acide aminé en formant une protéine la

traduction s’effectue dans le cytoplasme, nécessite des acide aminé polymérisées de l’énergie de

ribosomes des ARNt et des enzymes

1. Mécanisme de la traduction

L’ARNm se fixe à un ribosome qui va assembler une séquence d’acide aminé chaque codant

=3nucleotides

Le codant AUG =codant incitateur permet de commencer la traduction en formant la

méthionine, qui se détachera plus tard de la chaine polypeptidique

Le ribosome parcourt le brin d’ARNm codant par codant et va ajouter un acide aminé a la

protéine en cours de fabrication par l’intermédiaire d’un ARNt

Le protéine est complet une fois le codant stop est atain

Le codant stop (UAA,UAG,UGA) provoquent l’arrêt de la traduction

Le ribosome se détache de la protéine et le brin d’ARNm

La protéine neosynthetisé, est transporté dans la cellule sanguin ou à l’intérieur de la cellule

3. Synthèse de la chaine polypeptidique

Se fait en 3 phases différentes : initiation, élongation et terminaison

Les acides amines sont amenées par les molécules d’ARNt qui lisent la molécule d’ARNm

positionnés et accroché à la chaine polypeptidique à l’aide du ribosome

Le ribosome présente 2 sites de liaisons pour l’ARNt

VIII. Adressage des protéines

Les protéines sont généralement synthétisées dans le cytosol mais l’activité et la fonction se

fait dans un centre compartiment .le tri en adressage des protéines s’impose et la

destination de la protéine est dépendante du signal qu’elle porte

i. L’adressage des protéines

Assuré par l’addition d’un peptide signal à la protéine dont la longueur et la séquence

adressent spécifiquement une protéine vers des compartiments cellulaires

Transport des protéines vers le noyau

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Les protéine destiné a noyau portent un signal de localisation nucléaire (NLS) qui forment un

complexe protéique avec le simproteines (petite protéines cytologique) cela assure la

diffusion de la protéine à travers la pore nucléaire

Transport des protéines vers les mitochondries

Est réalisé grâce à une peptide signal situé en N terminal de la protéine âpres synthèse de la

protéine dans le cytosol ,elle est associé a des chaperons qui la maintient sous forme active

(linéaire) pour aider son passage à travers la double membrane Transport des protéines vers

le RE

Même chose que le peroxysome, ensuite certaine protéines passent dans l’appareil

de golgi et le lysosome par bourgeonnement (crs flux membranaire)

Acquisition de la structure tridimensionnelle des protéines la réplication de protéines est

le processus physique indispensable à l’acquisition de son activité et sa fonction

définitive

Chez les eucaryotes le repliement de certaines protéines est assisté par les protéine

chaperon afin de prévenir l’agrégat, les protéines chaperonnes sont ainsi utilisé pour

empêcher les mauvais repliements.

4. Repliement des protéines erronés et maladies neurodegenerative

Les protéines mal replié sont responsables :

Des maladies Creutzfeld-Jakob Alzheimer ou parkinson ces maladies sont associé à la

mal nutrition des protéines non repliées dans agrégation extracellulaire ou

l’inclusion intra cellulaire insoluble.