Nucléole : Définition, fonction, structure et cycle

Le nucléole est un organite cellulaire essentiel qui se distingue par sa forme sphérique sombre et par sa présence dans le noyau des cellules. C'est une région remarquablement hétérochromatique qui est dépourvue de membrane la séparant du nucléoplasme environnant. Cette particularité le différencie des autres organites cellulaires qui sont généralement délimités par des membranes. D'un point de vue morphologique, le nucléole adopte une forme ovale ou arrondie dans les préparations histologiques. Bien que son apparence puisse suggérer des limites claires, il n'y a pas de membrane physique délimitant le nucléole de l'environnement nucléoplasmique.

En termes de taille, il existe une grande variabilité entre les espèces animales et végétales, mais d'une manière générale, leur diamètre est généralement compris entre 1 et 2 micromètres. Toutefois, cette taille peut varier en fonction du type de cellule et des conditions physiologiques. Le nombre de nucléoles présents dans une cellule peut fluctuer de manière significative et ce, même au sein d'un même type de cellule. Normalement, une cellule a un ou deux nucléoles, mais dans certains cas ce nombre est vraiment plus élevé. un ou deux nucléoles étant courants, bien que dans certaines circonstances ce nombre puisse être plus élevé.

Le nucléole, structure intracellulaire située dans le noyau des cellules eucaryotes, a de nombreux rôles essentiels. Voyons les :

• Synthèse des sous-unités ribosomiques : il produit les petites et les grandes sous-unités des ribosomes, essentielles à la synthèse des protéines dans le cytoplasme après leur transport depuis le noyau.
• Participation dans des processus cellulaires clés : elle participe au vieillissement cellulaire, aux réponses au stress cellulaire et à l'activité de la télomérase, une enzyme cruciale pour le maintien de l'intégrité des télomères de l'ADN et donc pour la duplication et la division des cellules.
• Biosynthèse des ribosomes : sa fonction principale réside dans la synthèse de l'ARN ribosomal (ARNr) à partir des composants de l'ADN, ce qui contribue directement à la production de protéines. Le nombre de nucléoles peut augmenter dans les cellules ayant un taux élevé de synthèse de protéines.
• Régulation du trafic d'ARN : facilite le mouvement des petits segments d'ARN et participe à leur maturation et à leur transport jusqu'à leur destination finale dans la cellule.
• Régulation possible du cycle cellulaire : bien que le nucléole ne soit pas visible pendant la division cellulaire, des recherches récentes suggèrent son rôle dans la régulation du cycle cellulaire.

Le nucléole est une structure nucléaire proéminente et dynamique qui joue un rôle crucial dans la synthèse et la maturation des ribosomes, les usines moléculaires responsables de la traduction de l'ARN messager en protéines.

À l'intérieur du nucléole se trouve un agrégat de gènes ribosomiques, d'ARN ribosomique (ARNr) nouvellement synthétisé, de protéines ribosomiques et de ribonucléoprotéines. La forte concentration de cet ARNr densément emballé dans les sous-unités ribosomiques est responsable de l'intense coloration basophile (sombre) qui caractérise le nucléole lorsqu'on l'observe au microscope.

Structurellement, le nucléole est divisé en deux régions principales :

1. Partie amorphe : elle est observée au microscope électronique et se compose d'espaces interconnectés, équivalents au nucléoplasme environnant.

2. Partie dense : elle forme le nucléolonème. Son organisation interne est plus complexe et peut être subdivisée en trois sous-régions différentes :

• Centre fibrillaire : contient de l'ADN avec plusieurs copies des gènes codant pour le précurseur de l'ARNr 45S. Il abrite également plusieurs facteurs associés, principalement des protéines, impliqués dans la transcription de ces gènes ribosomiques.
• Composante fibrillaire dense : elle entoure le centre fibrillaire et constitue la région où a lieu le traitement initial de la transcription du pré-ARNm-45S primaire. C'est là qu'a lieu la maturation de ce précurseur d'ARNr en différentes espèces d'ARNr qui feront partie des sous-unités ribosomiques.
• Centre granulaire : moins dense que la région fibrillaire, mais plus dense que le centre fibrillaire. C'est le site où se produit la dernière transformation de l'ARNr ainsi que l'assemblage final des sous-unités ribosomiques.

Le nucléole ne reste pas constant tout au long du cycle cellulaire, car il subit une série de changements morphologiques en fonction de la phase de la cellule (en interphase ou en division). À différents stades de la division cellulaire, le nucléole subit des transformations plus importantes. Les étapes du cycle du nucléole sont :

• Désorganisation de la prophase : en prophase, le nucléole diminue de taille et devient irrégulier. De petites accumulations de matériel nucléolaire apparaissent dispersées parmi les chromosomes en condensation.
• Transport en métaphase et en anaphase : au cours de la métaphase et de l'anaphase, le nucléole perd son individualité et ses composants sont intégrés dans les chromosomes de la métaphase.
• Organisation en télophase : en télophase, lorsque les chromosomes se décondensent, des structures sphériques appelées corps lamellaires et corps prénucléolaires réapparaissent, ces derniers étant plus grands en raison de la fusion des premiers. Ces corps prénucléolaires augmentent de volume et commencent à s'organiser pour former un ou plusieurs nucléoles (en fonction du nombre d'organisateurs nucléolaires présents).

Dans cet article de ProjetEcolo, on vous parle en détails des nucléoïdes !

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