Interaction des genomes nucleaire et chloroplastique

II est maintenant bien établi que la biogenèse des chloroplastes nécessite une coopération complexe entre systèmes génétiques nucléaire et chloroplastique. Pour connaître l'étendue de cette coopération, notamment au niveau de la photosynthèse, il est indispensable de savoir où sont codées et synthétisées les protéines chloroplastiques. Dans ce but, plusieurs types d'études ont été entrepris, (I) étude de la synthèse protéique in vivo en présence d'inhibiteurs et à partir de mutants, (II) étude de la synthèse protéique in vitro à partir de chloroplastes isolés ou de constituants chloroplastiques, (III) étude de l'hérédité maternelle des protéines chloroplastiques après hybridation interspécifique, enfin, récemment, (IV) localisation de gènes sur les cartes de restriction des ADN chloroplastiques. La majorité des protéines constituant les membranes photosynthétiques est répartie en 3 structures macromoléculaires distinctes et biochimiquement actives: les centres réactionnels photosystème I et photosystème II auxquels sont associés des complexes collecteurs d'énergie et des transporteurs d'électrons spécifiques et le complexe ATP synthétase. Pour chaque structure, il existe des polypeptides codés par le noyau et synthétisés dans le cytoplasme et des polypeptides codés par l'ADN chloroplastique et synthétisés dans les chloroplastes. En ce qui concerne les protéines du stroma et notamment les enzymes du cycle de Calvin, jusqu'à présent, seule la ribulose-l, 5-bisphosphate carboxylase-oxygénase dépend pour sa synthèse et son assemblage d'une coopération nucléo-chloroplastique, les autres enzymes étant codées par le noyau. La coopération entre les 2 systèmes génétiques existe également pour les protéines des ribosomes chloroplastiques. La réplication et la transcription de l'ADN chloroplastique ainsi que la synthèse des chlorophylles et des caroténoïdes sont sous la dépendance de gènes nucléaires.