Le noyau est le compartiment d'une cellule qui contient ses chromosomes, les structures filamenteuses d'ADN et de protéines qui portent son information génétique. Les cellules végétales et animales ont un noyau. Dans les cellules des mammifères, y compris chez l'être humain, un noyau typique mesure environ 7 micromètres de diamètre. Un micromètre est un millionième de mètre, soit un millième de millimètre.

Taille

Un noyau est généralement rond ou ovale, et sa taille correspond à son diamètre. Dans les cellules de mammifères, il mesure généralement de 5 à 10 micromètres de diamètre. L'explorateur indique 7 micromètres, la valeur retenue par une synthèse pour un noyau typique de mammifère.

Un fibroblaste humain, un type de cellule présent dans la peau, a un noyau d'environ 10 micromètres de diamètre. Le noyau d'une cellule de levure ne mesure qu'environ 2 micromètres de diamètre, alors que les ovules peuvent en avoir de bien plus grands.

La part de la cellule occupée par le noyau dépend du type de cellule. Dans un lymphocyte au repos, un type de globule blanc, le noyau occupe presque toute la cellule. Dans les cellules adipeuses et dans les macrophages, des cellules immunitaires qui engloutissent les microbes, il en occupe une part beaucoup plus faible.

Comparaisons de taille

Un globule rouge, large de 7 à 8 micromètres, est à peu près aussi large qu'un noyau typique, mais un globule rouge n'a pas de noyau propre.
Environ 11 à 14 noyaux de 7 micromètres de diamètre, placés côte à côte, couvriraient la largeur d'un cheveu, large de 80 à 100 micromètres.
L'ADN d'une seule cellule humaine s'étendrait sur environ 1,8 mètre s'il était déroulé et mis bout à bout. Cela représente environ 260 000 fois la largeur d'un noyau de 7 micromètres.
Si un noyau était agrandi à la taille d'un ballon de basket, soit environ 24 centimètres, l'ADN qu'il contient s'étendrait sur environ 63 kilomètres.

Ce que contient le noyau

Le noyau est enveloppé par la membrane nucléaire, une double couche qui sépare les chromosomes du reste de la cellule. Des orifices appelés pores nucléaires la traversent et ne laissent passer, dans un sens comme dans l'autre, que certaines molécules, comme les protéines et l'ARN. Dans une cellule de levure, les pores couvrent environ un dixième de la surface interne de la membrane.

À l'intérieur, l'ADN s'enroule autour de protéines en forme de bobine appelées histones, ce qui lui permet de tenir dans un si petit espace. Une région ronde appelée nucléole fabrique les ribosomes, les machines qui produisent les protéines. Les instructions pour fabriquer une protéine quittent le noyau sous forme d'ARN messager, une copie d'un gène. Dérivant de façon aléatoire, un ARN messager met, selon les estimations, de 2 à 6 minutes à traverser un noyau typique de 7 micromètres.

Les cellules sans noyau

Les cellules vivantes se répartissent en deux groupes : les eucaryotes, qui ont un noyau, et les procaryotes, qui n'en ont pas. Certaines cellules humaines n'en ont pas non plus. Les globules rouges et les plaquettes, des fragments cellulaires qui aident le sang à coaguler, n'ont pas de noyau. Ils sont si nombreux qu'une étude de 2016 a estimé que près de 90 % des cellules du corps humain n'ont pas de noyau, alors qu'environ 3 billions en ont un.

Avant de se diviser, une cellule copie ses chromosomes et les répartit en deux jeux identiques, un pour chacun des deux nouveaux noyaux. Pendant ce temps, l'ancien noyau se dissout, et les chromosomes deviennent visibles au microscope.

Sources

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To the pore and through the pore: a story of mRNA export kinetics. Oeffinger and Zenklusen, Biochimica et Biophysica Acta, 2012.
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