Nucléoïde

Le nucléoïde est la région du cytoplasme où se trouve l’essentiel du chromosome d’une cellule procaryote. Contrairement au noyau des eucaryotes, il n’est pas entouré d’une enveloppe membranaire. Ses limites sont fonctionnelles et structurales : l’ADN compacté, les protéines qui lui sont associées et les molécules d’ARN occupent un domaine reconnaissable mais en continuité avec le reste de la cellule.

Organisation du chromosome

Le chromosome d’une bactérie est souvent circulaire, sans que cette forme soit universelle. Une molécule beaucoup plus longue que la cellule est compactée par le surenroulement de l’ADN, par son organisation en domaines et par des protéines associées au nucléoïde. Chez les bactéries où elles ont été étudiées, des protéines comme HU, H-NS, Fis et IHF courbent, pontent ou contraignent l’ADN selon des mécanismes distincts. Cet ensemble n’est pas universel chez tous les procaryotes.

Cette architecture n’est pas un simple emballage. Elle modifie l’accessibilité des promoteurs et participe à la régulation coordonnée de nombreux gènes. Elle varie avec la croissance, le stress, la disponibilité des nutriments et la phase du cycle cellulaire.

Une structure dynamique

La réplication, la transcription et la ségrégation du chromosome se déroulent dans ou au contact du nucléoïde. L’ouverture locale de la molécule et sa recompaction sont donc continues. Au cours de la division, les chromosomes répliqués se séparent progressivement avant la fermeture du septum, sans mitose comparable à celle d’une cellule eucaryote.

Les plasmides peuvent occuper des positions particulières mais ne définissent pas à eux seuls le nucléoïde. Le terme s’emploie aussi pour les complexes ADN-protéines des mitochondries et des chloroplastes ; ce sens dérivé est distinct du nucléoïde chromosomique d’un procaryote.