L'acide désoxyribonucléique, plus communément appelé ADN, est la molécule responsable de notre information génétique. En fait, l'ADN est la source de matériel héréditaire dans presque tous les organismes sur Terre.
Tous les deux des cellules procaryotes et des cellules eucaryotes utilisent l'ADN pour coder leurs gènes. L'ADN se trouve dans presque toutes les cellules. L'ADN doit être logé dans certaines zones de la cellule afin d'être traité, répliqué et stocké correctement.
Alors que les cellules procaryotes et eucaryotes ont et utilisent l'ADN comme matériel génétique, l'emplacement de l'ADN à l'intérieur de la cellule est différent pour ces deux types de cellules. L'emplacement de l'ADN dans les cellules procaryotes peut être défini par le nucléoïde et les plasmides. L'emplacement de l'ADN dans les cellules eucaryotes peut être défini par le noyau et deux organites appelés mitochondries et chloroplastes.
Emplacement de l'ADN dans les cellules eucaryotes
Les organismes du domaine Eukarya ont tous des cellules eucaryotes. Cela inclut les plantes, les animaux, les protistes et les champignons. Les cellules eucaryotes sont définies comme des cellules entourées d'une membrane plasmique contenant un noyau et d'autres organites liés à la membrane.
Le noyau. Les cellules eucaryotes sont, en partie, définies par la présence d'un noyau. Le noyau est l'endroit où se trouve l'ADN à l'intérieur de la cellule.
Où se trouve l'ADN dans le noyau? Eh bien, le noyau lui-même est entouré d'une membrane appelée enveloppe nucléaire. Dans l'enveloppe nucléaire se trouve l'ADN ainsi que les enzymes et les protéines nécessaires à la réplication de l'ADN et à la transcription de l'ADN en ARNm comme première étape de la synthèse des protéines.
L'ADN trouvé dans le noyau n'est pas seulement la molécule d'ADN double brin. En raison de la quantité d'ADN que chaque cellule doit stocker dans le petit noyau, les longs brins d'ADN doivent être condensés. L'ADN est enroulé autour de protéines appelées histones, qui permet à l'ADN de se compacter en un matériau appelé chromatine. Sans l'emballage de l'ADN dans la chromatine, l'ADN ne rentrerait pas dans le noyau.
La chromatine est ce qui constitue la matière de chromosomes. Chaque espèce possède un certain nombre de chromosomes présents dans presque toutes les cellules somatiques de son corps. Par exemple, les humains ont un total de 23 paires de chromosomes dans chaque cellule, soit un total de 46 chromosomes; les chiens ont 39 paires de chromosomes (pour 78 chromosomes au total) et les cellules d'épinards ont six paires de chromosomes (pour 12 chromosomes au total).
ADN mitochondrial et chloroplastique. Un autre endroit où l'ADN se trouve dans les cellules des organismes eucaryotes est dans le mitochondries et chloroplastes.
La plupart des cellules eucaryotes contiennent mitochondries car ce sont eux qui créent la majorité des besoins énergétiques des cellules ATP. Les cellules végétales (et certaines cellules protistes) contiennent chloroplastes convertir l'énergie du soleil en énergie chimique utilisable. Ces deux organites contiennent de l'ADN.
On pense qu'il y a des millions d'années, au début de l'histoire de la vie, les chloroplastes et les mitochondries étaient autrefois leurs propres cellules libres. Les scientifiques pensent que des cellules plus grosses ont englouti les mitochondries et/ou les chloroplastes et les ont incorporés dans leur fonction cellulaire et, ainsi, elles sont devenues des organites.
Cette théorie est appelée la théorie endosymbiotique, et cela explique pourquoi ces organites auraient de l'ADN: puisqu'elles étaient autrefois des cellules libres, elles auraient eu besoin de matériel génétique pour fonctionner.
Emplacement de l'ADN dans les cellules procaryotes
Les cellules procaryotes sont plus simples et moins complexes que les cellules eucaryotes. Les organismes procaryotes appartiennent aux domaines Archaea et Bacteria. Ils sont définis par l'absence de noyau et l'absence d'organites liés à la membrane.
Le nucléoïde. Étant donné que les procaryotes n'ont pas de noyau, cela ne peut pas être l'endroit où l'ADN se trouve à l'intérieur de la cellule. Au lieu de cela, il est condensé dans une région connue sous le nom de nucléoïde, un amas d'ADN condensé ressemblant à un noyau au milieu de la cellule.
Il n'a pas d'enveloppe nucléaire et il n'y a pas de chromosomes multiples. Au lieu de cela, l'ADN est enroulé et condensé en un seul brin/un seul bloc de forme irrégulière au milieu de la cellule.
Plasmides. Alors que les plasmides peuvent techniquement être trouvés dans les cellules d'organismes dans les trois domaines, ils sont plus courants chez les bactéries.
Plasmides sont de petits morceaux circulaires d'ADN qui peuvent entrer et sortir des cellules procaryotes, se transférer entre les cellules dans un processus appelé conjugaison et être répliqué ou transcrit séparément du chromosomique/nucléoïde ADN. Les plasmides se trouvent dans le cytoplasme de la cellule.