8. E XPRESSION DES G È NES NUCLÉAIRES CHEZ LES EUCARYOTES.A SPECTS CELLULAIRES ET MOLÉCULAIRES 219
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
des complexes ribonucléoprotéiques de grande
taille, et non pas des ARN nus, qui sont ainsi
visualisés.
La diversité des boucles tient au fait qu’elles
peuvent posséder des segments plus ou moins
longs de chromatine non transcrite, ou représenter
une ou plusieurs unités de transcription, plus ou
moins rapprochées, avec des polarités variées.
Cette spécificité morphologique reflète la spécificité de l’information génétique au niveau moléculaire ; celle-ci est maintenant analysée grâce à des
sondes d’acides nucléiques ou de protéines, qui
permettent de repérer cytologiquement des ARN
ou des protéines connus (voir chapitre 3). On a
ainsi localisé les gènes des ARN ribosomiques, des
ARN de transfert, et de plusieurs ARN messagers
abondants (par exemple : les histones) ; pour chacun de ces types de gènes, en général seul un petit
nombre de boucles est marqué de façon spécifique.
De même, il est possible de visualiser des protéines particulières (de structure ou enzymatiques)
au sein des boucles.
Les chromosomes en écouvillon sont sensibles
aux inhibiteurs de la transcription : l’incubation
des ovocytes dans l’actinomycine Di nduit rapidement la disparition de la matrice des boucles, qui
se raccourcissent et réintègrent l’axe chromosomique sous forme de chromomères. Ce phénomène existe aussi dans les conditions naturelles ;
les chromosomes en écouvillon étant rencontrés
dans les ovocytes, dont le développement complet
s’échelonne sur plusieurs mois, leur morphologie
varie au cours du temps. Dans les phases de croissance rapide des ovocytes, en particulier lors de
l’entrée en vitellogenèse, les boucles sont développées et très actives, en liaison directe avec une activité cellulaire intense. À la fin de l’ovogenèse,
quand les ovocytes ont atteint leur taille maximale
et qu’ils entrent dans une phase de repos physiologique, les boucles se résorbent en même temps que
la transcription cesse.
4. CARACTÈRES SPÉCIFIQUES
DE LA TRANSCRIPTION
CHEZ LES EUCARYOTES
L’existence de l’enveloppe nucléaire chez les
Eucaryotes conduit de fait à une séparation physique et temporelle obligatoire des processus de
transcription et de traduction dans deux compartiments distincts : le noyau et le cytoplasme. Contrairement à ce qui se passe pour les Procaryotes, il est
possible, en utilisant les méthodes du fractionnement cellulaire, d’identifier précisément les espèces
moléculaires qui les caractérisent, et d’analyser les
mécanismes mis en jeu dans chacun d’eux. Nous
n’évoquerons pas ici les processus génétiques fondamentaux associés aux mitochondries ou aux
plastes ; ces compartiments ont leur histoire
propre de ce point de vue, qui est voisine de ce
que l’on a décrit chez les Procaryotes dans le chapitre 4.
4.1. Données de la biochimie
4.1.1. L ES DIFFÉRENTES CATÉGORIES D ’ARN
NUCLÉAIRES ET CYTOPLASMIQUES
ET LEURS CARACTÉRISTIQUES
Lorsqu’on soumet à la centrifugation ou à l’électrophorèse les populations d’ARN extraites soit du
noyau, soit du cytoplasme, les résultats obtenus
sont complètement différents à plusieurs égards.
• Les ARN cytoplasmiques (ARN des organites exclus) : sur la base de critères biochimiques
et fonctionnels, on distingue trois familles de molécules, qui ont déjà été présentées dans le chapitre 4
(voir figures 8.16 et 8.17) :
– les ARN ribosomiques ; ils sont extraits des
ribosomes, dont ils font partie intégrante. Ce sont
les ARN les plus abondants : ils représentent
environ 80 % du total. Il en existe quatre espèces
distinctes : une associée à la petite sous-unité
(ARN 18 S) et trois associées à la grosse sousunité (ARN 28 S, 5,8 S et 5S);l’organisation des
ribosomes a été décrite dans le chapitre 4;
– les ARN de transfert ; ils sont de petite taille
(4 S), très divers, et relativement abondants
(environ 15 % de la masse). Bien que légèrement
plus gros que ceux décrits chez les Procaryotes,
leurs caractéristiques générales, structurales et
fonctionnelles sont tout à fait semblables ;
– les ARN messagers ; peu abondants (environ
5% ), ils constituent une population hétérogène
puisqu’ils représentent les messages génétiques
utilisés pour la fabrication des protéines. Il en
existe plusieurs milliers ou dizaines de milliers
d’espèces distinctes à tout instant dans une cellule standard. Cependant, dans le cas de cellules
différenciées et spécialisées dans la production
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
des complexes ribonucléoprotéiques de grande
taille, et non pas des ARN nus, qui sont ainsi
visualisés.
La diversité des boucles tient au fait qu’elles
peuvent posséder des segments plus ou moins
longs de chromatine non transcrite, ou représenter
une ou plusieurs unités de transcription, plus ou
moins rapprochées, avec des polarités variées.
Cette spécificité morphologique reflète la spécificité de l’information génétique au niveau moléculaire ; celle-ci est maintenant analysée grâce à des
sondes d’acides nucléiques ou de protéines, qui
permettent de repérer cytologiquement des ARN
ou des protéines connus (voir chapitre 3). On a
ainsi localisé les gènes des ARN ribosomiques, des
ARN de transfert, et de plusieurs ARN messagers
abondants (par exemple : les histones) ; pour chacun de ces types de gènes, en général seul un petit
nombre de boucles est marqué de façon spécifique.
De même, il est possible de visualiser des protéines particulières (de structure ou enzymatiques)
au sein des boucles.
Les chromosomes en écouvillon sont sensibles
aux inhibiteurs de la transcription : l’incubation
des ovocytes dans l’actinomycine Di nduit rapidement la disparition de la matrice des boucles, qui
se raccourcissent et réintègrent l’axe chromosomique sous forme de chromomères. Ce phénomène existe aussi dans les conditions naturelles ;
les chromosomes en écouvillon étant rencontrés
dans les ovocytes, dont le développement complet
s’échelonne sur plusieurs mois, leur morphologie
varie au cours du temps. Dans les phases de croissance rapide des ovocytes, en particulier lors de
l’entrée en vitellogenèse, les boucles sont développées et très actives, en liaison directe avec une activité cellulaire intense. À la fin de l’ovogenèse,
quand les ovocytes ont atteint leur taille maximale
et qu’ils entrent dans une phase de repos physiologique, les boucles se résorbent en même temps que
la transcription cesse.
4. CARACTÈRES SPÉCIFIQUES
DE LA TRANSCRIPTION
CHEZ LES EUCARYOTES
L’existence de l’enveloppe nucléaire chez les
Eucaryotes conduit de fait à une séparation physique et temporelle obligatoire des processus de
transcription et de traduction dans deux compartiments distincts : le noyau et le cytoplasme. Contrairement à ce qui se passe pour les Procaryotes, il est
possible, en utilisant les méthodes du fractionnement cellulaire, d’identifier précisément les espèces
moléculaires qui les caractérisent, et d’analyser les
mécanismes mis en jeu dans chacun d’eux. Nous
n’évoquerons pas ici les processus génétiques fondamentaux associés aux mitochondries ou aux
plastes ; ces compartiments ont leur histoire
propre de ce point de vue, qui est voisine de ce
que l’on a décrit chez les Procaryotes dans le chapitre 4.
4.1. Données de la biochimie
4.1.1. L ES DIFFÉRENTES CATÉGORIES D ’ARN
NUCLÉAIRES ET CYTOPLASMIQUES
ET LEURS CARACTÉRISTIQUES
Lorsqu’on soumet à la centrifugation ou à l’électrophorèse les populations d’ARN extraites soit du
noyau, soit du cytoplasme, les résultats obtenus
sont complètement différents à plusieurs égards.
• Les ARN cytoplasmiques (ARN des organites exclus) : sur la base de critères biochimiques
et fonctionnels, on distingue trois familles de molécules, qui ont déjà été présentées dans le chapitre 4
(voir figures 8.16 et 8.17) :
– les ARN ribosomiques ; ils sont extraits des
ribosomes, dont ils font partie intégrante. Ce sont
les ARN les plus abondants : ils représentent
environ 80 % du total. Il en existe quatre espèces
distinctes : une associée à la petite sous-unité
(ARN 18 S) et trois associées à la grosse sousunité (ARN 28 S, 5,8 S et 5S);l’organisation des
ribosomes a été décrite dans le chapitre 4;
– les ARN de transfert ; ils sont de petite taille
(4 S), très divers, et relativement abondants
(environ 15 % de la masse). Bien que légèrement
plus gros que ceux décrits chez les Procaryotes,
leurs caractéristiques générales, structurales et
fonctionnelles sont tout à fait semblables ;
– les ARN messagers ; peu abondants (environ
5% ), ils constituent une population hétérogène
puisqu’ils représentent les messages génétiques
utilisés pour la fabrication des protéines. Il en
existe plusieurs milliers ou dizaines de milliers
d’espèces distinctes à tout instant dans une cellule standard. Cependant, dans le cas de cellules
différenciées et spécialisées dans la production