La cellule est l'unité élémentaire du vivantorganismes sur Terre et possède une organisation chimique complexe de structures appelées organites. Ceux-ci incluent le nucléole, la structure et les fonctions dont nous allons étudier dans cet article.
Les cellules nucléées contiennentorganites non membranaires de forme arrondie, plus denses que le caryoplasme, et appelées nucléoles ou nucléoles. Ils ont été découverts au 19ème siècle. De nos jours, les nucléoles ont été étudiés assez complètement grâce à la microscopie électronique. Presque jusqu'aux années 50 du 20e siècle, les fonctions des nucléoles n'étaient pas déterminées et les scientifiques considéraient cet organite plutôt comme un réservoir de substances de stockage utilisées pendant la mitose.
La recherche moderne a établi queun organoïde comprend des granules de nature nucléoprotéique. De plus, des expériences biochimiques ont confirmé que l'organite contient une grande quantité de protéines. Ce sont eux qui déterminent sa haute densité. En plus des protéides, les nucléoles contiennent de l'ARN et une petite quantité d'ADN.
Il est intéressant de noter que dans la vie d'une cellule, qui consiste enla période de repos (interphase) et de division (méiose - dans les cellules reproductrices, mitose - dans les cellules somatiques), les nucléoles ne sont pas conservés en permanence. Ainsi, dans l'interphase, le noyau avec le nucléole, dont les fonctions sont la préservation du génome et la formation d'organites synthétisant des protéines, sont nécessairement présents. Au début de la division cellulaire, c'est-à-dire en prophase, elles disparaissent et ne se reforment qu'à la fin de la télophase, restant dans la cellule jusqu'à la division suivante ou jusqu'à l'apoptose - sa mort.
Dans les années 30 du siècle dernier, les scientifiques étaientont constaté que la formation de nucléoles est contrôlée par certaines zones de certains chromosomes. Ils contiennent des gènes qui stockent des informations sur la structure et les fonctions du nucléole dans la cellule. Il existe une corrélation entre le nombre d'organisateurs nucléolaires et les organites eux-mêmes. Par exemple, la grenouille griffue contient deux chromosomes formant des nucléoles dans son caryotype et, par conséquent, il y a deux nucléoles dans les noyaux de ses cellules somatiques.
Puisque les fonctions du nucléole, ainsi que sa présencesont étroitement liées à la division cellulaire et à la formation des ribosomes; les organites eux-mêmes sont absents dans les tissus hautement spécialisés du cerveau, du sang, ainsi que dans les blastomères du zygote clivant.
Au stade synthétique de l'interphase, avecl'auto-doublage de l'ADN se produit une réplication excessive du nombre de gènes d'ARNr. Étant donné que les principales fonctions du nucléole sont la production de ribosomes, le nombre de ces organites augmente fortement en raison de la sur-synthèse de loci d'ADN qui transportent des informations sur l'ARN. Les nucléoprotéines non associées aux chromosomes commencent à fonctionner de manière autonome. En conséquence, de nombreux nucléoles se forment dans le noyau, qui s'éloignent des chromosomes formant le nucléole. Ce phénomène est appelé amplification du gène de l'ARNr. En continuant à étudier les fonctions du nucléole dans la cellule, nous notons que leur synthèse la plus active se produit dans la prophase de la division de réduction de la méiose, à la suite de laquelle les ovocytes de premier ordre peuvent contenir plusieurs centaines de nucléoles.
La signification biologique de ce phénomène devientcompréhensible si l'on considère que dans les premiers stades de l'embryogenèse: clivage et blastulation, un grand nombre de ribosomes sont nécessaires pour synthétiser le principal matériau de construction - la protéine. L'amplification est un processus assez courant; il se produit dans l'ovogenèse des plantes, des insectes, des amphibiens, des levures et aussi chez certains protistes.
Continuons l'étude des cellules eucaryotes et de leurs structures, et considérons le nucléole dont la structure et les fonctions sont interdépendantes. Il s'est avéré contenir trois types d'éléments:
Du point de vue de l'analyse chimique, cet organoïde est presque entièrement composé d'ARN et de protéines, et l'ADN n'est situé qu'à sa périphérie, formant une structure en anneau - la chromatine périnucléolaire.
Ainsi, nous avons établi que le nucléole comprend cinq formations: centres fibrillaires et granulaires, chromatine, réticulum protéique et composant fibrillaire dense.
La structure biochimique de ces organites dépend dele type de cellules dans lesquelles elles sont présentes, ainsi que les caractéristiques de leur métabolisme. Il existe 5 principaux types structuraux de nucléoles. Le premier est réticulaire, le plus courant et se caractérise par une abondance de matériel fibrillaire dense, des grumeaux de nucléoprotéines et de nucléonèmes. Le processus de réécriture des informations des organisateurs nucléolaires est très actif, donc les centres fibrillaires sont mal visibles dans le champ de vision du microscope.
Puisque les principales fonctions du nucléole dans la cellule sont la synthèsesous-unités ribosomales, à partir desquelles des organites synthétisant des protéines sont formées, le type d'organisation réticulaire est inhérent aux cellules végétales et animales. Le type de nucléoles en forme d'anneau se trouve dans les cellules du tissu conjonctif: lymphocytes et endothéliocytes, dans lesquels les gènes d'ARNr ne sont pratiquement pas transcrits. Les nucléoles résiduels se trouvent dans des cellules qui ont complètement perdu la capacité de transcrire, par exemple dans les normoblastes et les entérocytes.
L'apparence ségréguée est inhérente aux cellules qui ont subiintoxication par des carcinogènes, des antibiotiques. Et, enfin, le type compact de nucléole est caractérisé par de nombreux centres fibrillaires et un petit nombre de nucléonèmes.
Continuons l'étude de la structure interne des structuresnoyau et déterminer quelles sont les fonctions du nucléole dans le métabolisme cellulaire. On sait qu'environ 60% de la masse sèche de cet organoïde est représenté par les protéines qui composent la chromatine, les particules ribosomales, ainsi que les protéines nucléolaires elles-mêmes. Attardons-nous sur eux plus en détail. Certains des protéides sont impliqués dans le traitement - la formation d'ARN ribosomiques matures. Ceux-ci comprennent l'ARN polymérase 1 et la nucléase, qui éliminent les triplets en excès des extrémités de la molécule d'ARNr. La protéine fibrillarine est située dans un composant fibrillaire dense et, comme la nucléase, effectue un traitement. Une autre protéine est la nucléoline. Avec la fibrillarine, il se trouve dans le PFC et le FC des nucléoles et dans les organisateurs nucléolaires des chromosomes de la prophase mitotique.
Un polypeptide tel que la nucléophosine est situé dans la zone granulaire et composant fibrillaire dense; il participe à la formation de ribosomes à partir des sous-unités 40 S et 60 S.
La synthèse de l'ARN ribosomal est la tâche principale quidoit effectuer nucléole. A ce moment, la transcription se produit sur sa surface (à savoir, dans les centres fibrillaires) avec la participation de l'enzyme ARN polymérase. Cet organisateur nucléolaire synthétise des centaines de pré-ribosomes, appelés globules de ribonucléoprotéine. Des sous-unités ribosomales sont formées à partir d'elles, qui quittent le caryoplasme à travers les pores nucléaires et se retrouvent dans le cytoplasme de la cellule. La petite sous-unité 40S se lie à l'ARN messager et seulement après cela, la grande sous-unité 40S leur est attachée. Un ribosome mature est formé, capable de traduire - la synthèse des protéines cellulaires.
Dans cet article, nous avons étudié la structure et la fonction du nucléole dans les cellules végétales et animales.
