Le noyau interphasique

Introduction

Découvert par R. Brown en 1831 dans des cellules végétales, puis retrouvé dans les cellules animales, le noyau est le compartiment caractéristique des cellules EUCARYOTES, chez lesquelles il renferme l'essentiel de l'ADN. Il pose à la cellule un problème d'organisation vertigineux : trois milliards de paires de bases, soit 1,80 m d'ADN pour 46 chromosomes, doivent tenir dans un noyau d'environ 6 μm — tout en restant à chaque instant lisibles, protégés, réparables et transmissibles. L'intérêt du chapitre est double. Sur le plan fondamental, il montre comment la compaction de l'ADN et sa décondensation locale commandent l'expression des gènes : la forme de la chromatine est la régulation. Sur le plan clinique, il donne les bases de la cytogénétique (corpuscule de Barr, chromosomes acrocentriques), du diagnostic de malignité (un nucléole > 5 μm suggère fortement la malignité), et des maladies liées aux lamines de l'enveloppe. Nous verrons successivement les caractères généraux du noyau, son enveloppe et le complexe du pore avec ses transports, la matrice nucléaire, la chromatine — de sa composition à ses degrés de spiralisation et à sa signification fonctionnelle — puis le nucléole, usine à ribosomes.

I. Caractères généraux

A. Morphologie en microscopie optique

• Forme. Sur coupes, le noyau est fréquemment arrondi ou ovoïde (cellule arrondie, cubique ou prismatique) ; il peut être elliptique (cellule musculaire lisse) ou irrégulier (certains globules blancs).
• Taille. Généralement proportionnelle à la taille cellulaire. Sur coupe, le noyau occupe un peu moins du quart de la surface cellulaire (≈ 5 μm) ; il est plus volumineux dans les cellules jeunes ou indifférenciées. Le diamètre varie de 3 à 25 μm selon le type cellulaire — 25 μm dans l'OVOCYTE.
• Situation. Souvent au centre géométrique de la cellule, avec de nombreuses exceptions : position BASALE dans les cellules sécrétrices exocrines polarisées, refoulé à la PÉRIPHÉRIE dans l'ADIPOCYTE.
• Nombre. La plupart des cellules sont uninucléées. Exceptions : certains hépatocytes sont binucléés ; les ostéoclastes et les cellules musculaires striées sont multinucléées — on parle de SYNCYTIUM quand le nombre de noyaux est trop élevé. À l'inverse, le globule rouge humain est DÉPOURVU de noyau.

B. Colorabilité

• Hématoxyline-éosine (coloration de routine) : le noyau se colore en bleu violacé par l'hématoxyline et apparaît entouré d'une enveloppe séparant le nucléoplasme du cytoplasme. Son aspect est HÉTÉROGÈNE : des amas fortement colorables, les MOTTES CHROMATINIENNES, sont séparés par des régions plus pâles, les espaces interchromatiniens.
• Le noyau contient en outre une (parfois deux) formation grossièrement arrondie et biréfringente : le NUCLÉOLE. Il est particulièrement volumineux dans les cellules à croissance rapide et dans celles qui synthétisent de grandes quantités de protéines (cellules nerveuses, cellules acineuses du pancréas).
• Bleu de toluidine (BT) et nucléases. Le BT a une affinité particulière pour les acides nucléiques ADN et ARN. Après RNase, seules les mottes chromatiniennes sont parfaitement colorées, tandis que l'enveloppe nucléaire et la plus grande partie du nucléole restent pâles ; l'inverse est obtenu après DNase.
• Conclusion de cette expérience : les mottes chromatiniennes contiennent principalement de l'ADN, alors que l'ARN est localisé pour l'essentiel dans le NUCLÉOLE et au niveau de l'ENVELOPPE NUCLÉAIRE.

C. Composition chimique

Dans un noyau de cellule hépatique de foie de rat, en pourcentage du poids sec :

II. L'enveloppe nucléaire

A. Structure au ME

• Deux membranes trilamellaires, interne (MI) et externe (ME), de 6 nm d'épaisseur chacune, délimitant la CITERNE PÉRINUCLÉAIRE de 2 à 50 nm.
• La membrane EXTERNE porte des RIBOSOMES et se trouve en continuité avec le RER : l'espace périnucléaire communique donc avec la lumière du réticulum.
• La membrane INTERNE est tapissée par la LAMINA NUCLÉAIRE, de structure fibrillaire.
• L'enveloppe est percée de PORES NUCLÉAIRES.

B. La lamina nucléaire

• Lame d'aspect granulo-fibrillaire sur coupe mince, de 30 à 100 nm d'épaisseur.
• Le cryodécapage révèle qu'elle a en réalité une structure en TREILLIS CARRÉ.
• Ces structures fibrillaires sont constituées de filaments intermédiaires composés des LAMINES A, B et C.

C. Organisation moléculaire du complexe du pore

À la périphérie du pore, on observe des granules disposés en OCTOGONE, parfois avec un granule central : l'ensemble porte le nom de COMPLEXE DU PORE. Environ la moitié des protéines du pore, les NUCLÉOPORINES, ont été identifiées ; certaines sont O-glycosylées.

• L'anneau CYTOPLASMIQUE : 8 sous-unités (32 MDa), sur la face cytosolique desquelles s'insèrent des filaments cytoplasmiques — un filament par sous-unité. Il comprend la Gp 210 (protéine glycosylée, qui pourrait fixer les colonnes sur la membrane du pore) et les Pom 152 et Pom 121 (pore membrane proteins). La Pom 152 fait probablement partie des bras radiaires.
• L'anneau NUCLÉOPLASMIQUE : 8 sous-unités (21 MDa), portant chacune un filament nucléoplasmique qui se termine sur l'anneau distal, de nature inconnue ; l'ensemble forme une sorte de cage, le PANIER FIBREUX.
• Les deux anneaux se rejoignent pour former 8 COLONNES.
• Le complexe RAYONNÉ lie les anneaux au TRANSPORTEUR CENTRAL de 9 nm, placé entre les deux anneaux, dont la nature et la fonction sont mal connues.
• Les canaux PÉRIPHÉRIQUES, situés entre les filaments rayonnés.

III. Fonctions des pores — le transport nucléocytoplasmique

A. Le transport PASSIF

• Concerne les ions, acides aminés, mono- et disaccharides, et les protéines de PM < 44 kDa.
• Il se fait dans les DEUX SENS, par les CANAUX LATÉRAUX.

B. Le transport ACTIF

• Concerne les molécules de PM > 44 kDa. Le temps de passage va de 2 à 3 minutes pour une molécule de 20 kDa à 30 minutes pour une molécule de 40 kDa.
• Le transport des protéines, nucléoprotéines et ARN dans un sens ou dans l'autre est très contrôlé : ils doivent posséder un NLS (nuclear localization signal) ou un NES (nuclear export signal).

C. Les preuves expérimentales

• La nucléoplasmine, protéine chaperonne nucléaire qui s'associe à H2A et H2B pour aider à la formation du nucléosome dans l'œuf de xénope. C'est un PENTAMÈRE, chaque sous-unité étant faite de deux domaines : une TÊTE et une QUEUE. Son transport nécessite l'HYDROLYSE DE L'ATP.
• L'antigène T du virus SV 40, protéine qui s'accumule dans le noyau et est indispensable à la réplication du virus. La forme mutée ne pénètre PAS dans le noyau, contrairement à la forme sauvage : sauvage Pro-Pro-Lys-LYS-Lys-Arg-Lys-Val contre mutée Pro-Pro-Lys-THR-Lys-Arg-Lys-Val. Une seule substitution d'acide aminé abolit l'importation. On a par la suite trouvé une séquence consensus dans de nombreuses protéines importées dans le noyau.

D. L'importation des protéines à NLS

• Les protéines CARYOPHILES (ou nucléaires) — enzymes et facteurs de réplication, complexes RNP — possèdent un NLS de 4 à 8 acides aminés, fait de LYSINE et d'ARGININE associées à la PROLINE, chargé POSITIVEMENT et situé à n'importe quel point de la protéine.
• Une telle protéine est reconnue dans le cytoplasme par l'IMPORTINE α, qui s'associe à l'IMPORTINE β et à Ran-GDP, une petite protéine G.
• Le complexe protéine–importine–Ran-GDP traverse le pore à la suite d'interactions avec les nucléoporines.
• Dans le nucléoplasme, le complexe se dissocie sous l'effet de l'échange du GDP en GTP sous l'action de GEF (G Exchange Factor) : la protéine est libérée dans le nucléoplasme.
• L'importine α et Ran-GTP quittent ensuite le noyau pour le cytosol, où le GTP est hydrolysé en Ran-GDP sous l'action de GAP (G Activating Protein). Ran-GDP et l'importine α serviront alors à une nouvelle importation.
• Il existe par conséquent un véritable GRADIENT Ran-GDP / Ran-GTP de part et d'autre de l'enveloppe nucléaire — c'est lui qui donne au transport sa directionnalité.
• Remarque capitale : si l'on GREFFE un NLS à une protéine normalement cytosolique, celle-ci sera transportée dans le noyau. Le NLS est donc un signal suffisant.

E. L'exportation des protéines à NES

• Cette voie a été décrite à la suite des études sur l'exportation des ARN viraux encore immatures vers le cytoplasme — alors que, dans les conditions normales, SEULS LES ARN MATURES sont autorisés à sortir du noyau.
• Pour déjouer ce mécanisme, le virus code une protéine Rev (régulateur de l'expression des protéines virales) qui, en se combinant aux ARN incomplètement épissés, permet leur exportation. Rev contient un NES RICHE EN LEUCINES.

F. L'exportation des ARN

• Les ARNt sont transportés par l'EXPORTINE-t.
• L'ARNm : beaucoup d'ARNm ont des introns à exciser avant l'exportation. Au cours de la transcription, une COIFFE (guanosine méthylée) est accrochée à l'extrémité 5' du prémessager : cette coiffe est INDISPENSABLE à l'exportation. Une queue poly-A est ajoutée à l'extrémité 3' à la fin de la transcription (70 % des ARNm sont polyadénylés).
• Des protéines et des ribonucléoprotéines associées à l'ARNm constituent, avec des exportines et Ran-GTP, un complexe d'exportation.

IV. La matrice nucléaire

Elle est définie par les structures qui SUBSISTENT après avoir soumis le noyau à l'action de la DNase et extrait les protéines solubles par une solution ionique fortement concentrée. Il reste alors : la lamina, les nucléoles, et un réseau fibreux occupant l'ensemble du nucléoplasme.

A. Les lamines

• Les lamines A, B et C appartiennent à la famille des filaments intermédiaires. Elles sont soit libres, soit fixées sur la face nucléaire de la membrane interne — et constituent alors la lamina nucléaire. Les lamines de la lamina sont fixées à la MI par des protéines intégrées.

Les rôles de la lamina :

• Fixation de l'enveloppe nucléaire.
• Maintien de la FORME du noyau.
• Interaction enveloppe–chromatine : la lamina contient des protéines qui se lient à la chromatine. Celle-ci correspond aux chromosomes interphasiques, liés à la lamina au niveau de leurs extrémités TÉLOMÉRIQUES.
• DISSOLUTION de l'enveloppe au cours de la division cellulaire, à la suite de la PHOSPHORYLATION des lamines — et reconstitution par déphosphorylation en télophase.

B. Les autres constituants

• La structure et la composition du « NUCLÉOSQUELETTE » sont mal connues.
• On sait qu'il existe des lamines EN DEHORS de la lamina, et que de l'actine et des protéines associées sont présentes dans la matrice.
• On a pu isoler la protéine NuMA (Nuclear Mitotic Apparatus).

V. La chromatine

Le programme génétique est porté par l'ADN nucléaire : ≈ 3 milliards de paires de bases, soit 2 × 0,90 m = 1,80 m pour 46 chromosomes, contenus dans un noyau d'environ 6 μm. À tout instant, l'information exigée doit être accessible et lue correctement. Les molécules d'ADN doivent donc être disposées et ordonnées de façon précise, protégées et éventuellement réparées, et transmises aux cellules-filles. L'ensemble ADN + protéines constitue la CHROMATINE ; l'ensemble de l'information génétique d'un organisme constitue le GÉNOME. Au cours de l'interphase, la chromatine correspond à un certain nombre de chromosomes INDISTINCTS les uns des autres, qui s'individualisent au cours de la division. Chacun contient UNE molécule d'ADN LINÉAIRE.

A. Ultrastructure — les deux formes

• La chromatine CONDENSÉE ou HÉTÉROCHROMATINE se présente en masses irrégulières, les mottes chromatiniennes, dont la plupart sont situées CONTRE L'ENVELOPPE NUCLÉAIRE, dont elles sont séparées par la lamina.
• La chromatine DIFFUSE ou EUCHROMATINE occupe les espaces interchromatiniens, moins denses aux électrons.

B. Les expériences de dispersion

• Faible force ionique → dispersion importante : on obtient des formations en « COLLIER DE PERLES », la FIBRE NUCLÉOSOMIQUE. Elle est faite de la succession de particules d'≈ 10 nm, les NUCLÉOSOMES, reliés par des liens internucléosomiques de 2 nm d'épaisseur et de longueur variable (20 à 240 pdb).
• DNase brève → disparition des LIENS internucléosomiques tout en préservant les nucléosomes. Conclusion : les liens contiennent de l'ADN facilement dégradé par la DNase, donc accessible.
• Noyaux éclatés de façon ménagée en solution aqueuse → décondensation et dispersion faisant apparaître des fibres chromatiniennes de 30 nm.
• Force ionique plus grande, en présence d'HISTONE H1 → fibres de 30 nm ayant chacune l'aspect de 3 « colliers de perles » parallèles, dont les perles sont très serrées, c'est-à-dire non séparées par des liens.

C. Composition chimique

La chromatine est faite d'ADN, de protéines, et d'ARN dans certaines régions de la chromatine diffuse. Les protéines forment deux groupes.

• Les HISTONES sont de petites molécules protéiques BASIQUES, riches en acides aminés chargés positivement (ARGININE et LYSINE). Il en existe 5 types : H1 (dont il existe plusieurs types dans la même cellule) et le groupe H2A, H2B, H3 et H4, fortement conservées dans toutes les espèces. Elles entrent dans la constitution des nucléosomes et de la fibre chromatinienne.
• Leurs gènes sont RÉPÉTÉS — 20 chez l'homme, sur les chromosomes 1, 6 et 12 — et NE POSSÈDENT PAS D'INTRONS.
• Ils sont transcrits pendant la PHASE S, de manière SYNCHRONE avec la réplication.
• Leurs ARNm NE SONT PAS POLYADÉNYLÉS — exception notable à la règle des 70 %.
• Les protéines NON-HISTONES forment un ensemble hétérogène s'associant transitoirement à l'ADN. Elles interviennent dans la réplication, la transcription et la réparation (ADN polymérases, ARN polymérases, facteurs divers). Parmi elles, les protéines HMG (high-mobility group) sont de petites protéines ubiquitaires, dont les gènes sont dépourvus d'introns ; il en existe 10⁶ par noyau.

D. Organisation moléculaire — le nucléosome

• La diffraction des rayons X sur un cristal de nucléosomes montre une particule en forme de disque ou cylindre de 11 nm / 5,7 nm, autour duquel la double hélice d'ADN est enroulée environ DEUX FOIS. Si la chromatine n'a pas subi la DNase, la double hélice s'étend comme un fil entre les nucléosomes.
• L'étude biochimique du cylindre montre qu'il s'agit d'un OCTAMÈRE D'HISTONES, formé de DEUX COPIES de H2A, H2B, H3 et H4. H1 n'en fait PAS partie.
• Autour de ce complexe est bobinée en HÉLICE GAUCHE 1 tour ¾ d'ADN, soit 146 pdb — ce qui correspond à un pas d'hélice gauche d'environ 80 pdb.
• Le segment d'ADN entre deux nucléosomes (20 à 240 pdb) serait en rapport avec l'histone H1 pour la formation de la fibre chromatinienne de 30 nm.
• La fibre de 30 nm résulte d'un enroulement hélicoïdal de la fibre nucléosomique à raison de 6 NUCLÉOSOMES PAR TOUR, selon le modèle en SOLÉNOÏDE proposé par A. KLUG (prix Nobel). Cette compaction d'ordre supérieur nécessite des molécules d'histone H1 fonctionnant comme des AGRAFES entre nucléosomes.
• La fibre chromatinienne est la FORME INACTIVE de la chromatine. Elle représente le mode d'organisation aussi bien de la chromatine condensée que de la chromatine diffuse. Quand la chromatine est activée, la partie concernée se DÉROULE à la suite de la DISSOCIATION de H1.

E. Les degrés de spiralisation — du double brin au chromosome

22 paires d'autosomes et une paire de gonosomes sont observées pendant la mitose : c'est le résultat d'une forte condensation de la chromatine. À l'inverse, la chromatine interphasique résulte de la DÉCONDENSATION des chromosomes. Dans chaque chromosome, il y a un double brin UNIQUE d'ADN compacté à plusieurs niveaux :

F. Décondensation et activité transcriptionnelle

• L'enroulement de l'ADN autour du nucléosome N'EMPÊCHE PAS la transcription. Cependant, les séquences régulatrices des gènes ne peuvent accéder à l'ADN que s'il est DÉPOURVU de nucléosomes.
• Juste avant la transcription, la fibre de 30 nm contenant la séquence concernée se déroule TRANSITOIREMENT par détachement des histones H1. Cette décondensation fait intervenir certaines protéines HMG : HMG14 et HMG17.
• Pour l'ensemble de la chromatine, 1 nucléosome sur 10 lie HMG14 et HMG17. En ajoutant que 10 % de la chromatine est digérée quand on soumet des noyaux isolés à la DNase pancréatique, on conclut qu'environ 10 % de la chromatine serait POTENTIELLEMENT ACTIVE.
• Les séquences d'ADN sensibles à la DNase contiennent donc plutôt des gènes souvent transcrits que des gènes rarement transcrits. Certains gènes sont transcrits dans un type cellulaire et jamais dans un autre.

G. Les deux catégories de gènes

On estime le nombre de gènes des vertébrés supérieurs à 30 000, ne représentant qu'environ 10 % de l'ADN nucléaire : les 90 % restants ne seraient PAS CODANTS — c'est l'ADN silencieux. Toutes les cellules d'un organisme possèdent le même génome et les mêmes gènes ; leur expression seule varie.

• Les gènes DOMESTIQUES sont exprimés dans toutes les cellules, car ils contrôlent des fonctions communes : par exemple les gènes codant les enzymes de la glycolyse.
• Les gènes SPÉCIFIQUES sont exprimés dans un type cellulaire donné et pas dans un autre : gènes de l'hémoglobine dans les précurseurs du globule rouge, gènes des cytokératines dans les cellules épithéliales.

H. Signification des deux chromatines

• L'hétérochromatine CONSTITUTIVE est toujours condensée dans TOUS les types cellulaires. Elle contient des séquences d'ADN JAMAIS transcrites : de part et d'autre des CENTROMÈRES, et sur des segments condensés pendant tout le cycle comme le BRAS LONG DU CHROMOSOME Y.
• L'hétérochromatine FACULTATIVE est condensée dans certaines cellules ou à certains stades du développement : les gènes des cytokératines sont réprimés dans le fibroblaste mais pas dans les cellules épithéliales de l'épiderme.
• La chromatine SEXUELLE ou CORPUSCULE DE BARR. Les cellules somatiques des femelles de mammifères possèdent deux X, les mâles un seul. Après les tout premiers stades du développement, un seul exemplaire suffit : une grande partie de la chromatine de l'X devient inactive et se présente comme une masse condensée, souvent TRIANGULAIRE, d'environ 1 μm, plaquée contre l'enveloppe nucléaire ou contre le nucléole.
• Cette inactivation de l'X, ou LYONISATION (découverte par Mary Lyon), est PRÉCOCE — stade 80 cellules chez la souris.
• Le chromosome inactivé est tantôt maternel (Xm), tantôt paternel (Xp) : l'organisme féminin est donc une MOSAÏQUE de cellules, exprimant les unes les gènes de Xm, les autres ceux de Xp.
• L'X inactivé se réplique en phase S TARDIVE, et son inactivation concerne la presque totalité de l'X à l'exception de quelques gènes.

I. Répartition des chromosomes interphasiques

La chromatine de chaque chromosome n'est PAS distribuée au hasard mais de façon SYSTÉMATISÉE. L'hybridation in situ avec des sondes fluorescentes marquant centromères et télomères montre que :

• Les TÉLOMÈRES sont distribués à la PÉRIPHÉRIE, en contact avec l'enveloppe nucléaire.
• Les CENTROMÈRES convergent vers la ou les régions NUCLÉOLAIRES.
• Cette répartition n'est cependant pas identique pour tous les types cellulaires.

VI. Le nucléole

Site intranucléaire d'élaboration des RIBOSOMES, au sein duquel les gènes des ARNr — à l'exception de l'ARN 5S — sont transcrits en ARNr précurseur. Celui-ci y subit maturation puis association avec les protéines ribosomales pour constituer les sous-unités ribosomales. C'est donc une région spécialisée du nucléoplasme, contenant les constrictions secondaires des chromosomes ACROCENTRIQUES.

A. Morphologie en MO

• Taille de 1 à 3 μm, nombre variable (un à plusieurs par noyau). Aspect de granule réfringent sphérique ou ovoïde, entouré plus ou moins complètement d'une couronne chromatinienne : la chromatine PÉRINUCLÉOLAIRE ou associée.
• À l'approche de la mitose, le nucléole diminue progressivement de taille puis disparaît complètement quand les chromosomes se condensent. À la TÉLOPHASE, apparaît une dizaine de petits nucléoles (dans une cellule humaine) qui fusionnent rapidement en un seul le plus souvent — ce qui correspond à la reprise de la synthèse d'ARN.

B. Les quatre composants en MET

• Le composant GRANULAIRE (CG) : contient des particules de 15 nm qui représenteraient des précurseurs immatures des ribosomes, ou particules préribosomales.
• Le centre FIBRILLAIRE CLAIR (CF) : contiendrait les espaceurs intergéniques NON TRANSCRITS des organisateurs nucléolaires. Il contient des protéines de la transcription (ARN polymérase I) et une protéine, la NUCLÉOLINE.
• Le composant FIBRILLAIRE DENSE (CFD) : ce sont les sites de TRANSCRIPTION des ARNr, situés à la limite entre CF et CFD. Il contient la FIBRILLARINE, associée à des snRNP (small nucleolar RNP).
• Une chromatine ASSOCIÉE dans les cellules somatiques.

C. Synthèse des ARNr

• Le nucléole contient des régions particulières de certains chromosomes, les ORGANISATEURS NUCLÉOLAIRES. Chez l'homme, ils se trouvent sur les bras COURTS des chromosomes ACROCENTRIQUES : 13, 14, 15, 21 et 22, et correspondent aux constrictions secondaires. Pendant l'interphase, le nucléole contient des boucles appartenant aux CINQ paires d'acrocentriques.
• Chaque boucle contient un groupe de gènes (ADNr) répétés 20 fois par chromosome, soit 200 copies par génome diploïde. Ils sont séparés par des espaceurs intergéniques non transcrits. Plusieurs complexes de transcription sont actifs en même temps, donnant une image d'ARBRE DE NOËL.
• Les ARNr 28S, 5,8S et 18S proviennent d'un PRÉCURSEUR COMMUN, l'ARN 45S, qui subit un certain nombre de coupures. La transcription de l'ARN 45S est catalysée par l'ARN POLYMÉRASE I — alors que celle des ARNm relève de l'ARN polymérase II.
• La maturation a lieu dans une particule préribosomale, par perte des espaceurs INTRAgéniques sous l'action de NUCLÉASES — mécanisme différent du clivage des introns.

D. Assemblage du ribosome

• Les protéines ribosomales sont synthétisées dans le CYTOSOL. Elles portent un NLS d'une part et un RRM d'autre part. Le NLS permet la pénétration dans le noyau à travers le pore ; le RRM (RNA Recognition Motif) est une séquence de reconnaissance de l'ARN.
• L'association des protéines avec l'ARNr 45S COMMENCE AVANT LA FIN de la transcription de ce dernier. L'assemblage se fait dans une grande particule préribosomale (composant granulaire), où a lieu la maturation de l'ARN 45S.
• L'ARN 5S est transcrit dans une région EXTRANUCLÉOLAIRE par l'ARN POLYMÉRASE III, d'où il rejoint le nucléole.
• Le préribosome se scinde ensuite en grande et petite sous-unités, qui quittent le noyau SÉPARÉMENT.

E. Variations du nucléole

• Physiologiques : dans une cellule donnée, la taille et l'aspect du nucléole sont fonction de la synthèse protéique. Une cellule jeune, qui a besoin de beaucoup de protéines, possède un nucléole volumineux, parfois deux ou plus. Le nucléole disparaît au début de la mitose et se reconstitue à la fin.
• Pathologiques : dans les cellules cancéreuses, le nucléole présente des anomalies de forme, de taille et de nombre, restant mal expliquées. Un nucléole > 5 μm suggère fortement la MALIGNITÉ ; des nucléoles multiples sont attribués à la POLYPLOÏDIE ; un nombre augmenté pourrait être un signe de malignité.

Conclusion

Le noyau interphasique résout un problème d'échelle : loger 1,80 m d'ADN dans 6 μm tout en gardant l'information lisible. Sa solution est une compaction hiérarchisée — double hélice, fibre nucléosomique de 10 nm (octamère de H2A, H2B, H3, H4 ; 146 pdb en 1 tour ¾), fibre chromatinienne de 30 nm (solénoïde à 6 nucléosomes/tour agrafé par H1), puis boucles du chromosome — réversible localement : la dissociation de H1 déroule la fibre et rend le gène transcriptible. La forme de la chromatine est donc la régulation elle-même, comme le montre la coïncidence des 10 % de chromatine sensible à la DNase, des 10 % d'euchromatine active et des 10 % d'ADN codant. Le noyau n'est pour autant pas un compartiment clos. Son enveloppe à deux membranes, en continuité avec le RER, est percée de complexes du pore octogonaux qui laissent passer librement ce qui pèse moins de 44 kDa et contrôlent tout le reste par des signaux NLS et NES, avec un gradient Ran-GDP / Ran-GTP pour donner le sens de la circulation. Enfin, le nucléole — dont les organisateurs siègent sur les bras courts des cinq paires d'acrocentriques — assure la transcription de l'ARN 45S par l'ARN polymérase I et l'assemblage des sous-unités ribosomales. La suite abordera les communications cellulaires, puis, en génétique, la mitose et la méiose, où la chromatine décrite ici s'individualisera en chromosomes.