La quasi-totalité de l’ADN des cellules eucaryotiques est contenue dans le noyau et, contrairement à ce qui se passe pour les Bactéries, l’essentiel
de l’information génétique est enfermé dans un
compartiment membranaire spécifique. Une autre
différence fondamentale tient à la manière dont
l’ADN, qui se présente chez les Eucaryotes sous la
forme de longues molécules linéaires, est stocké
dans cet organite. Une catégorie de protéines
propres à ce groupe d’êtres vivants, les histones,
est à la base de la constitution de la chromatine,
élément structural majeur du noyau.
Depuis un siècle, le rôle du noyau a été successivement analysé au moyen d’expériences de type
cellulaire, biochimique et physiologique, dont nous
décrirons les plus marquantes dans ce chapitre.
Deux exemples de chromosomes remarquables,
dits chromosomes géants, seront aussi étudiés en
détail car ils ont permis de mieux comprendre les
mécanismes de l’expression des gènes et le fonctionnement normal du noyau. Toutes ces analyses
démontrent que la compartimentation nucléaire
entraîne la séparation dans l’espace et par conséquent, dans le temps, de la transcription et de la
traduction. Ceci a des conséquences importantes :
les ARN codant les protéines, en particulier, ne
sont pas immédiatement utilisés pour fabriquer
celles-ci, mais sont recouverts de protéines dont
certaines induisent sur eux de profonds remaniements moléculaires. Les mécanismes assurant le
flux de l’information génétique sont ainsi beaucoup plus complexes chez les Eucaryotes que chez
les Procaryotes. De ce point de vue, le mode de
fonctionnement du nucléole constitue un exemple
très intéressant de rapport entre structure et fonction, au niveau du matériel génétique.
La connaissance des mécanismes de régulation
coordonnée de l’activité des gènes devrait fournir
la clef du problème fondamental posé par le développement embryonnaire des organismes pluricellulaires. Alors que toutes les cellules d’un embryon
animal, par exemple, héritent de la même information génétique, certaines sont amenées à se différencier en types bien distincts. Leur spécialisation
progressive est essentiellement due à la production de collections spécifiques de protéines ; celleci est expliquée par des phénomènes d’activation
ou de répression de gènes, de sorte que ces cellules
n’utilisent en fait qu’une faible partie de leur patrimoine génétique. Enfin, comme chez tous les êtres
vivants, l’expression des gènes fait l’objet de
contrôles rapides et à court terme, qui permettent
une adaptation des organismes eucaryotiques aux
changements de l’environnement.
1. ORGANISATION DU MATÉRIEL
GÉNÉTIQUE CHEZ
LES EUCARYOTES
1.1. Organisation du noyau interphasique
1.1.1. A SPECT DU NOYAU
EN MICROSCOPIE PHOTONIQUE
Le noyau apparaît, en lumière naturelle, comme
un globule très réfringent ; on rappelle que c’est le
premier organite cellulaire à avoir été identifié.
8. E XPRESSION DES G È NES NUCLÉAIRES CHEZ LES EUCARYOTES.A SPECTS CELLULAIRES ET MOLÉCULAIRES 203
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Chapitre 8
EXPRESSION
DES GÈNES NUCLÉAIRES
CHEZ LES EUCARYOTES
Aspects cellulaires
et moléculaires
de l’information génétique est enfermé dans un
compartiment membranaire spécifique. Une autre
différence fondamentale tient à la manière dont
l’ADN, qui se présente chez les Eucaryotes sous la
forme de longues molécules linéaires, est stocké
dans cet organite. Une catégorie de protéines
propres à ce groupe d’êtres vivants, les histones,
est à la base de la constitution de la chromatine,
élément structural majeur du noyau.
Depuis un siècle, le rôle du noyau a été successivement analysé au moyen d’expériences de type
cellulaire, biochimique et physiologique, dont nous
décrirons les plus marquantes dans ce chapitre.
Deux exemples de chromosomes remarquables,
dits chromosomes géants, seront aussi étudiés en
détail car ils ont permis de mieux comprendre les
mécanismes de l’expression des gènes et le fonctionnement normal du noyau. Toutes ces analyses
démontrent que la compartimentation nucléaire
entraîne la séparation dans l’espace et par conséquent, dans le temps, de la transcription et de la
traduction. Ceci a des conséquences importantes :
les ARN codant les protéines, en particulier, ne
sont pas immédiatement utilisés pour fabriquer
celles-ci, mais sont recouverts de protéines dont
certaines induisent sur eux de profonds remaniements moléculaires. Les mécanismes assurant le
flux de l’information génétique sont ainsi beaucoup plus complexes chez les Eucaryotes que chez
les Procaryotes. De ce point de vue, le mode de
fonctionnement du nucléole constitue un exemple
très intéressant de rapport entre structure et fonction, au niveau du matériel génétique.
La connaissance des mécanismes de régulation
coordonnée de l’activité des gènes devrait fournir
la clef du problème fondamental posé par le développement embryonnaire des organismes pluricellulaires. Alors que toutes les cellules d’un embryon
animal, par exemple, héritent de la même information génétique, certaines sont amenées à se différencier en types bien distincts. Leur spécialisation
progressive est essentiellement due à la production de collections spécifiques de protéines ; celleci est expliquée par des phénomènes d’activation
ou de répression de gènes, de sorte que ces cellules
n’utilisent en fait qu’une faible partie de leur patrimoine génétique. Enfin, comme chez tous les êtres
vivants, l’expression des gènes fait l’objet de
contrôles rapides et à court terme, qui permettent
une adaptation des organismes eucaryotiques aux
changements de l’environnement.
1. ORGANISATION DU MATÉRIEL
GÉNÉTIQUE CHEZ
LES EUCARYOTES
1.1. Organisation du noyau interphasique
1.1.1. A SPECT DU NOYAU
EN MICROSCOPIE PHOTONIQUE
Le noyau apparaît, en lumière naturelle, comme
un globule très réfringent ; on rappelle que c’est le
premier organite cellulaire à avoir été identifié.
8. E XPRESSION DES G È NES NUCLÉAIRES CHEZ LES EUCARYOTES.A SPECTS CELLULAIRES ET MOLÉCULAIRES 203
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Chapitre 8
EXPRESSION
DES GÈNES NUCLÉAIRES
CHEZ LES EUCARYOTES
Aspects cellulaires
et moléculaires