Niveaux de condensation de l'ADN en chromosome et types des chromosomes

Niveaux de condensation de l'ADN en chromosome et types des chromosomes

 I- C’est quoi la chromatine et quelle est sa composition?

Le matériel génétique des cellules est représenté sous forme d'ADN, ou acide désoxyribonucléique. Dans la cellule humaine, environ 2 mètres d'ADN sont emballés dans le noyau. L'ADN est rangé à l'intérieur du noyau sous forme d'un complexe appelé chromatine. La chromatine est constituée d'ADN associé et enroulé à des protéines appelées histones. Cette association permet la réalisation de différents niveaux de condensation de l'ADN. 

II- Quels sont les différents niveaux de condensation de l'ADN?

Le premier niveau de condensation de l'ADN est le nucléosome. C’est l'unité structurale de la chromatine. Les histones qui participent au premier niveau de condensation de l'ADN sont au nombre de 4: H2A, H2B, H3 et H4. Elles s'organisent en octamère avec 2 molécules de chacune des histones. Un octamère d'histones comprend alors 2 H2A, 2 H2B, 2 H3, et 2 H4. 

 La double hélice d'ADN s'enroule presque 2 fois autour de l'octamère, et se prolonge de part et d'autre par un segment libre ou lien nucléosomique. Un nucléosome est régulièrement formé de 8 molécules d'histones et de 140 paires de bases d'ADN. La double hélice d'ADN s'enroule presque 2 fois autour des histones. 

La structure ADN-Histones est de forme sphérique ce qui donne l'apparence d'un collier de perles appelé chromatine. Une perle est appelée nucléosome. La succession des nucléosomes forme le nucléofilament. 

Le deuxième niveau de condensation de la chromatine est assuré par l'empilement des nucléosomes pour former une fibre de chromatine appelé solénoïde que l'on rencontre dans la chromatine interphasique. Chaque tour d'enroulement de la fibre de chromatine comporte 6 nucléosomes. Le solénoïde forme des boucles et des tours de longueurs variables grâce à l'intervention de protéines non-histones pour atteindre un niveau de compaction maximale et aboutir à la forme du chromosome métaphasique. 

La métaphase de la mitose est la période du cycle cellulaire pendant laquelle la condensation de la chromatine est maximale. Un chromosome métaphasique est constitué de 2 chromatides associées au niveau du centromère. 

Le centromère sépare chaque chromatide en 2 bras. Les bras ont une taille variable en fonction des chromosomes, mais on reconnait toujours un bras court noté "p" et un bras long noté "q". La position du centromère définit les bras courts et les bras longs.

III- Quels sont les différents types de chromosomes?

Selon la position du centromère, on distingue les chromosomes métacentriques, les chromosomes acrocentriques et les chromosomes submétacentriques. 

 Un chromosome métacentrique est un chromosome avec le centromère situé en son centre. 

Un chromosome acrocentrique est un chromosome avec le centromère situé entre le centre et la fin d'un bras. 

Un chromosome submétacentrique est un chromosome avec le centromère situé vers la fin d'un bras. 

Chaque chromatide d'un chromosome contient une seule molécule d'ADN noté "1Q". 

Chaque extrémité des chromosomes prend le nom de télomère. Il ya donc 2 télomères par chromosome.

IV- Quel est l'intérêt de la condensation de la molécule d'ADN?

La compaction de la molécule d'ADN permet non seulement de réduire l'encombrement de l'ADN, mais il doit être compatible avec le fait que la molécule d'ADN doit être rapidement accessible, afin de permettre son interaction avec les enzymes qui régulent la réplication, la transcription et la réparation.

L'organisation de la molécule d'ADN en chromatine est donc une organisation dynamique. Chaque boucle de chromatine peut contenir un ou plusieurs gènes. La taille des boucles est liée à l'activité de transcription de l'ADN. 

Toutes les cellules de l'organisme n'ont pas la même combinaison de gènes actifs, ceci implique que l'organisation de la chromatine est en relation avec le cycle cellulaire et l'expression des gènes.