Upload
others
View
10
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Noyau interphasique & cycle cellulaire
Par Dr A.
DEKAR
CBM - Dergana
Chapitre VII
PLAN
GENERALITES
I- L’ENVELOPPE
NUCLEAIRE
I-1- Ultrastructure
I-2- Composition chimique
I-3- Rôles
I-4- Biogenèse
II- LA CHROMATINE
II-1- Techniques d’etude
II-2- Rôles
II-3- Biogenèse
III- LE NUCLEOLE
III-1- ultrastucture
IIII-2- Rôles
III-3- biogenèse
PLAN
GENERALITES
I- L’ENVELOPPE
NUCLEAIRE
I-1- Ultrastructure
I-2- Composition chimique
I-3- Rôles
I-4- Biogenèse
II- LA CHROMATINE
II-1- Techniques d’etude
II-2- Rôles
II-3- Biogenèse
III- LE NUCLEOLE
III-1- ultrastucture
IIII-2- Rôles
III-3- biogenèse
matériel génétique
(ADN)
Noyau Chromosomes
Interphase Mitose
Observation en M.Ph = masse fortement colorable
Noyau= Compartiment intracellulaire renfermant
le matériel génétique (ADN)
Noyau = Caractéristique des organismes Eucaryotes
Interphase
Dans une cellule en division ,
Lle génome prend la forme de Chromosomes
Présence / absence de noyau :
les cellules nucléées & anucléées
Cellules bi et plurinucléées
Hépatocytes Cell. Musculaire striée
La forme du noyau suit celle
de la cellule qui le porte
Forme et position du noyau / cellule
Cell. Cardiaque
Adipocyte Acinus pancréatique
Arrondi / central Allongé / périphérique Sphérique / basal
Est fonction du type et de l’état d’activité cellulaire
Le rapport nucléo – cytoplasmique :
un critère d’identification de cellules tumorales
Élevé à l’état
embryonnaire
Faible à l’état
différenciée
(adulte )Tumorisation
V n / V cy Vn / V cell-VnV cy = V cell - Vn
RNP élevé
Un RNP élevé dans un tissu adulte est un indice de transformation tumorale des cellules
Le RNP est spécifique à chaque tissu
Cellules normales Cellules tumorales
Modifications de la forme, de la taille et du nombre
de noyaux = signe de transformation tumorale
Anisocaryose (noyaux de formes et de tailles ≠)
Augmentation du rapport nucléocytoplasmique
Composantes ultrastructurales du noyau
Enveloppe nucléaire Chromatine Nucléole
contenus dans
le Nucléoplasme *
Enveloppe nucléaire
Poresnucléaires
Chromatine
Nucléole
Nucléoplasme *: milieu intranucléaire
Eau
+
ions
protéines du
nucléosquelette
Lamines
A,B,C Réseau NuMa
Réseau périnucléaire pour la
fixation de la chromatine à l’EN
Soutien structural et
fonctionnel de l’ADN
NOYAU INTERPHASIQUE
GENERALITESI- L’ENVELOPPE NUCLEAIRE
I-1- Ultrastructure
I-2- Composition chimique I-3- Rôles I-4- Biogenèse
Enveloppe nucléaire, une citerne spécialisée du RE
L’ enveloppe nucléaire: une citerne spécialisée
du RE . Sa double membrane discontinue porte
les complexes du pore
Techniques de mise en évidence
Coupes minces
MET
Répliques
MEB
Membrane
externe
Membrane
interne
Tristratifiée
Porte des ribosomes
En continuité avec le RE
Composants de l’enveloppe nucléaire
Espace
périnucléaireTristratifiée
Tapissée de
Lamines A,B,C
(Lamina)
± large/ f( activité)
Lieu de Stockage des
Produits ∑ sés
Pore
nucléaire
Complexe
du pore
Visualisation du pore en MET
GENERALITESI- L’ENVELOPPE NUCLEAIRE
I-1- Ultrastructure
I-2- Composition chimique
I-3- Rôles I-4- Biogenèse
PLAN
Répliques passant par
les complexes du pore :
8 bras radiaires / canaux
Latéraux
+ un canal centrale
Architecture moléculairedu complexe du pore
Aspect tridimentionnel du pore nucléaire au sein de l’enveloppe (voir schéma 2 P )
Composition moléculaire des membranes
Membrane
externe
Membrane
interne
Translocon
R-SRP
Pepase – signal
ATPase –Ca++
N-glycosyl –transferases
BIP
PDI
Glucose 6phosphatase
R-Lamines
R-histones
Canal -Ca++
- IP3 dépendant
Vue en perspective du complexe du pore: des
nucléoporines organisés en 3 anneaux ( voir tirage)
Vue de face à partir du cytosol
Vue en coupe du complexe du pore et les
composants moléculaires de l’enveloppe
Les nucléoporines principaux composants
moléculaires du complexe du pore
Fonctions de l’enveloppe
Échanges
Nucléo-cytoplasmiques
Complexe du pore
Mêmes fonctions
que le RE
Double membrane
Échanges
Nucléo-cytoplasmiques
Passifs Actifs
Les 8 Canaux latéraux Le canal central
Importations= entrées
exportations = sorties
Exercice: orientrer la structure et nommer les composants de l’enveloppe nucléaire
Le transport à travers le canal central se fait en 4 étapes
Molécules importées
Protéines
Structurales Enzymatiques
Lamines, Histones ,Nucléoporines , NESProtéines ribosomiques(Small & Large)
Polymérases I, III… Enz. Régulation du génome Enz. Clivage : endonucléases
Mécanisme de l’importations à travers le canal central
Complexe NLS-BP
NLS
Protéine
avec NLS
masqué
Protéine
avec NLS
masqué
Molécules exportées
ARNsRiboNucléoProtéines
Sous unités ribosomales
HSPSRP
AR N mARN t
Mode d’exportations à travers le canal central
Biogenèse de l’enveloppe : un phénomène lié au cycle cellulaire
Processus de biogenèse de l’enveloppe nucléaire
PLAN
GENERALITES
I- L’ENVELOPPE
NUCLEAIRE
I-1- Ultrastructure
I-2- Composition chimique
I-3- Rôles
I-4- Biogenèse
II- LA CHROMATINE
II-1- Techniques d’etude
II-2- Rôles
II-3- Biogenèse
III- LE NUCLEOLE
III-1- ultrastucture
IIII-2- Rôles
III-3- biogenèse
Au MET la chromatine se présente sous deux aspects : clair et dense
Coupes minces + coloration positive
Chromatine dense Chromatine claire
Abondante / cellules peu actives Abondante / cellules très actives
Leucocytes Macrophages FibrocytesCell.endothéliale
Cell nerveusesCell. Glandulaires
Hétérochromatine Euchromatine
Hétérohromatine
HétérohromatinePériphérique
HétérohromatineNucléoassociée
Hétérohromatinedispersée
HétérochromatineConstitutive
HétérochromatineFacultative
Jamais transcrite Transcription selon les
besoins de la cellule
Macrophages Cell.endothéliale
Noyaux riches en hétérochromatine
Euchromatine
Localisée dans le reste du nucléoplasme finement granuleuse
toujours transcrite
Cell. nerveuses Cell. Glandulaires
Noyaux riches en Eurochromatine
Aspect ultrastructural du noyau (voir tirage)
Coupes minces + autoradiographieMet en évidence l’activité de la chromatine
Uridine * ( précurseur ARN)Incorporation précoce dans l’EuchromatineIncorporation tardive dans l’hétérochr. Facultative
thymidine*(précurseur ADN) Incorporation précoce dans l’euchromatineIncorporation tardive dans hétérochroimatine
Euchromatine /réplication précoce Hétérochromatine / réplication tardive
Euchromatine +Hétéroch. Facul.= Génétiquement
actives
Observation d’un noyau sur coupes minces après autoradiographie (en phase S):
mise en évidence de la réplication
Fibre A = fibre nucléosomique= fibre en zigzag (collier de perles )
Chromatine isolée + coloration négative:organisation moléculaire
Fibrilles de 20-30nm de ØFibrilles de 10 à 11 nm de Ø
Fibre B = fibre épaisse
Fibre A
Fibre B
Architecture moléculaire des composantsde la chromatine
Composants moléculaires de la chromatine
Fibre A Fibre B
Hétérochromatine formée de: Euchromatine formée de:
Fibres nucléosomiques Fibres solenoÏdes
Composants moléculaires de la chromatine
Fibre A Fibre B
Nucléosomes Lieninternucléosomique
Cœur d’histones2(H2A,H2B,H3,H4)
1 + ¾ detoursd’ADN
ADN nu
Fibre A + Protéines non
Histones
Histone H1de verrouillage
+
Architecture moléculaire de la fibre nucléosomique (fibre A)
Nucléosome
Lien internucléosomique
Organisation moléculaire du cœur nucléosomique
compaction de la fibre chromatinienne selon le modèle solénoïde
Spiralisation de la fibre A en solénoïde par association à des protéines non histones
Degrés de compaction de l’ADN et formation des variétés de chromatine
L’association des protéines non histones à l’ADN contrôleles états chromatine et chromosomes du génome
Prophase ……. Métaphase
Formation des chromosomes
Compaction de la chromatine
La biogenèse de la chromatine est régulée par le cycle cellulaire
Télophase
Décondensation des chromosomes
Reconstitution de la chromatine
PLAN
GENERALITES
I- L’ENVELOPPE
NUCLEAIRE
I-1- Ultrastructure
I-2- Composition chimique
I-3- Rôles
I-4- Biogenèse
II- LA CHROMATINE
II-1- Techniques d’etude
II-2- Rôles
II-3- Biogenèse
III- LE NUCLEOLE
III-1- ultrastucture
IIII-2- Rôles
III-3- biogenèse
Nucléole
Les nucléoles naissent à partir des constrictions secondaires
ADN organisateur nucléolaire
ADN des constrictions IIres des 5 paires dechromosomes acrocentriques 13,14,15, 21 22
3 ARN ribosomiques: 18S,5,8S, 28S
Transcription
Aspect détaillé d’un nucléole naissant
Centre Fibrillaire
Chromatine nucléoassociée
Un nucléole peut comporter plusieurs CF
5 paires de chromosomes acrocentriques 10 Constriction IIaire
Fin de la division ( télophase)
Décondensation des chromosomes
Regroupement des organisateurs et formation de centre(s )fibrillaires( s)
Biogenèse des nucléoles
C’est la naissance d’un nucléole
ADN organisateur nucléolaire
Les composants Ultrastructuraux d’un nucléole sont l’expression de son activité
Les éléments constitutifs du nucléolereflètent son activité.
Mitose
Disparition du nucléole par condensation
de son ADN
Interphase
Décondensation de l’ADNnucléolaire et réapparition
du nucléole
Représentation schématique des composants ultrastructuraux du nucléole (voir P )
L’ ADN Organisateur nucléolaire code pour 3 des ARN ribosomiques (voir P )
L’ ADN des constrictions comporte 20 copies du même gène
Unités de transcription des génes nucléolaires sont situées à la limite CF-CFD
Voir P.
**
**
*CF
Espaceursintergéniques
Unité detranscription
Espaceursintragéniques
CFD
ADN r
CG
ARN 45S+ ARN Polymérase
tous les ARNr+ protéines ribosomales + Sous unités ribosomales
La transcription de l’ADNr et la maturation des transcritsdonne la structure ségréguée du nucléole
Biogenèse des sous unités ribosomales
Maturation
Nucléole
ARN r 18S,28S,5,8S
Chromatine
ARNr 5S
cytosol
Protéines ribosomales Small et large
Importation vers le noyau
Assemblage en ribonucléoprotéines:les deux sous unités ribosomales
Noyau
Protéines ribosomales Small et large
Origine des et composants moléculares des ribosomes
Assemblage des ARNr et des protéines ribosomales dans le Nucléole et le noyau
Les sous unités ribosomales se forment dans le composant granulaire du nucléole
Petite sous unité40S
Grosse sous unité60S
ARN r 18S +30 protéines
Small
Exportation vers le cytoplasme
ARNr 28S + 5,,8 S + 5 S + 40 Protéines
Large
PROCARYOTES
EUCARYOTES
Composants moléculaires des ribosomes
élément structural PROCARYOTES EUCARYOTES
Grosse S/U 50 S: ARNr (23S + 5S)31 à 34 protéines L
60S: ARNr (28S + 5.8S+ 5S)
45 à 50 protéines L
Petite S/U 30S: ARNr 16S21 protéines S
40S: ARNr 18S30 à 33 protéines S
Ribosome assemblé (actif)
70Staille réduite,
moins nombreux
80Staille plus grande,
plus nombreux
Composants moléculaires des sous unités ribosomales
Exportation des sous unités ribosomales nouvellement formées
L’assemblage des deux sous unités ribosomales se fait dans le cytosol par association à un ARNm
Modèle d’association des deux sous unités ribosomales