2. Nucléosome et chromatine Flashcards
1
Q
De quoi est composé le nucléosome ?
A
Il est composé de l’ADN et de protéines (histones).
2
Q
Pourquoi il faut compacter l’ADN ?
A
Le génome est tr;s grand et gros, il faut donc que l’ADN puisse se ranger efficacement dans un cellule.
3
Q
Est-ce que un ADN compacté peut être utilisé pour faire des gènes ?
A
Non, les protéines doivent décompacter localement l’ADN.
4
Q
Quelles sont les raisons pour compacter l’ADN ?
A
- L’ADN en double hélice est très sensible et instable en milieu cellulaire.
- L’organisation de l’ADN en chromosomes permet de réguler l’expression.
- L’organisation de l’ADN en chromosomes permet la recombinaison entre les chromosomes parentaux, ce qui génère la diversité des individus et des organismes.
- Seul un ADN compacté en chromosomes peut être transmis efficacement à deux cellules filles.
5
Q
Comment est-ce que l’ADN se fait compacter chez les eubactéries, archaebactéries et eucaryotes ?
A
- Eubactéries : protéines associées au nucléoïde.
- Archaebactéries : protéines Hmf, homologues des histones eucaryotes.
- Eucaryotes : octamères d’histones et autres protéines.
6
Q
Quelles sont les étapes de la division cellulaire ?
A
PMAT
7
Q
Donnez l’utilité des cohésines et des condensines.
A
- Cohésines : maintient la cohérence des chromatides soeurs, activité INTERmoléculaire.
- Condensines : compaction de l’ADN, activité INTRAmoléculaire.
8
Q
La cohésion des chromatides soeurs et la condensation des chromosomes se font à l’aide de quelle protéine ?
A
Protéines MSC : maintenance structurale des chromosomes. Ce sont des ATPases.
9
Q
Qu’est-ce que la modularité ?
A
C’est le fait d’avoir différentes variantes qui ont différentes fonctions à partir de différents cofacteurs dans un même complexe protéique.
10
Q
Condensines.
A
- On retrouve différentes condensines selon les espèces.
- Rôle aussi dans la régulation de l’expression des gènes.
- Rôles dans la réparation de l’ADN.
11
Q
Entre les mitoses, est-ce que l’ADN est moins ou plus compacté ?
A
Moins compacté.
12
Q
Qu’est-ce que l’hétérochromatine ?
A
30nm, inhibe la transcription des gènes.
13
Q
Qu’est-ce que la chromatine (ou euchromatine) ?
A
10 nm.
14
Q
Qu’est-ce que l’hétérochromatine constitutive ?
A
Toutes les cellules d’une espèce donnée possèdent les mêmes régions chromosomiques compactées sous forme d’hétérochromatine, l’expression des gènes qui s’y trouvent est ainsi inhibiée.
15
Q
Donnez des exemples d’hétérochromatine consitutive.
A
- Le chromosome Y contient de grandes régions d’hétérochromatine constitutive.
- Chez la plupart des organismes, l’hétérochromatine cinstitutive englobe les séquences centromèriques et télomèriques.
16
Q
Qu’est que l’hétérochromatine facultative et donnez un exemple.
A
Régions variables suivant le type cellulaire. Par exemple, le chromosome X chez la femme.
17
Q
L’octamère est composé de quelles protéines ?
A
H2A, H2B, H3, H4.
18
Q
L’ADN est enroulé sur combien de pb et combien de tours ?
A
147 pb et 1,65 tours.
19
Q
Pourquoi l’ADN est enroulé sur 1,65 tours au lieu de deux ?
A
Sinon l’ADN se croise.
20
Q
Quelles sont les deux régions de l’histone consittutif de l’octamère ?
A
- Queue n-terminale.
- Domaine de repliement.
21
Q
Le domaine de repliement est formé et responsable de quoi ?
A
- Formé de trois hélices alpha séparées par des boucles courtes.
- Responsable de l’assemblage des octamères.
22
Q
Quelles sont les étapes de la séquence d’assemblage des histones ?
A
- L’Assemblage des histones est initié par la formation d’un tétramère de deux H3-H4.
- Ce tétramère se lie à l’ADN double brin.
- Il recrute alors deux dimères H2A-H2B pour achever l’assemblage du nucléosome.
23
Q
Les tétramères H3-H4 se lient à quelles parties de l’ADN ?
A
- Aux extrêmités.
- Au milieu.
Cette configuration permet à l’ADN de se lier autour du tétramère H3-H4.
24
Q
Les dimères H2A-H2B se lient à quelle partie de l’ADN ?
A
S’associent avec 30 pb de chaque côté de la région centrale de 60 pb liée avec H3-H4.
Cette configuration ne permet pas à l’ADN de se lier autour des deux dimères H2A-H2B.
25
Lea associations octamère d'histones-ADN comprend combien de liaisons hydrogène et ils font quoi ?
40 liaisons hydrogènes dont 14 sont formées à partir de sites de contacts situés sur le sillon mineur, à chaque fois qu'il fait face à l'octamère d'histones, ces 14 liaisons hydrogènes se font précisément entre les histones et les oxygènes des liaisons phosphodiester du squelette externe sucre-phosphate, du sillon mineur.
26
Pourquoi les liaisons hydrogène se font du côté du sillon mineur ?
Le sillon majeur reste en grande partie accessible pour la régulation de l'expression génétique.
27
Pourquoi les 40 liaisons hydrogènes confèrent aux histones une grande force de torsion ?
En masquant les charges négatives des phosphates, les a.a. basiques des histones facilitent l'enroulement de l'ADN sur plus d'un tour.
28
L'ADN utilise l'énergie des super-tours pour faire quoi ?
Pour faciliter la séparation des brins de la double hélice.
29
Que stimule la formation de la fibre de 30 nm ?
L'association entre l'histone H1 (+) et l'ADN de liaison (-).
30
Qu'est-ce que l'histone H1 ?
Modèle de la structure teriaire du domaine globulaire.
31
Quelles sont les étapes pour former la fibre de 30 nm ?
1. Les histones H1 lient deux hélices d'ADN double brins.
| 2. Puis ressèrent les nucléosomes adjacents.
32
Quels sont les deux facteurs qui permettent la condensation de la fibre de 30 nm ?
1. H1 rapproche les nucléosomes.
2. Les queues n-terminales stabilisent la structure par leurs interactions avec l'ADN internucléosomique et les 147 pb associées au nucléosome.
33
Quels sont les deux sites d'ancrage d'H1 ?
- Au milieu des 147 pb associées au nucléosome (axe de la dyade).
- ADN internucléosomique à une extrémité du nucléosome.
34
Quels sont les rôles des queues n-terminales ?
- Chaque queue fait un lien hydrogène avec l'ADN de liaison et/ou l'ADN de la superhélice de l'octamère adjacent.
- Selon leurs charges, les queues de certaines histones d'un nucléosome interagiront spécifiquement avec les queues de certaines histones du nucléosome suivant.
35
Qu'est-ce qui se trouve dans la fibre de 30 nm ?
- 6 nucléosomes par tour.
- spirale hélicoïdale de 11 nm de diamètre.
- Les surfaces des disques d'octamères se font face.
- L'ADN de liaison est à l'intérieur de la fibre de 30 nm, sans jamais traverser l'Axe.
36
Pourquoi la spirale hélicoïdale est de 11 nm de diamètre ?
Parce que l'histone H1 augmente le diamètre.
37
Quelles condensines participent à la condensation en boucle de la fibre de 30 nm ?
- Topo 2
- Facteurs de remodelage de la chromatine.
- Chromokinésines.
38
Expliquez l'anatomie des nucléosomes acétylés.
- Les queues n-terminales sont libres, l'ADN est donc moins emprisonné.
- Certains acides aminés ont été modifiés chimiquement.
39
Expliquez l'anatomie des nucléosomes désacétylés.
- Les queues n-terminales sont resserées et gradent l'ADN contre l'octamère d'histones.
- L'ensemble des acides aminés sont de leur forme naturelle.
40
Quelles sont les deux actions du complexe de remodelage des nucléosomes ?
1. Glissement de l'ADN autour de l'octamère pour exprimer différents gènes.
2. Transfert de l'octamère d'une double hélice à une autre.
41
Que sont les complexes de remodelage des nucléosomes ?
- SWI/SNF et ISWI
- Complexes multiprotéiques contenant 1 sous-unité enzymatique hydrolisant l'ATP.
- Capables d'effectuer un déplacement directionnel de l'octamère d'histones sur l'ADN double brin.
42
Quels sont les trois domaines des complexes de remodelage des nucléosomes ?
1. Pince de positionnement sur les histones au site n.
2. Domaine ATPase à la position 52/147 de l'ADN.
3. Pince de torsion sur les histones au site n+1.
43
Quelles sont les différences entre les SWI/SNF et les ISWI ?
- SWI/SNF : glissement et transfert, possèdent un bromodomaine avec des queues n-terminales acétylés.
- ISWI : glissement, queues n-terminales ne sont pas modifiés.
Ils sont différents en termes d'association avec les autres protéines.
44
Quel est le mécanisme de remodelage des nucléosomes ?
1. Tire l'ADN internucléosomique depuis le site de liaison le plus proche vers le nucléosome en utilisant l'énergie de l'ATP.
2. Rompt les 5 sites de liaison entre les histones et l'ADN positionnés entre le site de l'ATPase et l'ADN internucléosomique.
3. Les 5 contacts se reforment avec l'ADN transloqué.
4. Le plis est transmis en rompant et recollant un à un les autres sites de liaison.
Lorsque tous les sites de liaison sont reformés, le nucléosome a changé de position sur l'ADN.
45
Quels sont les autres rôles importants des histones ?
- Des protéines de liaison peuvent rendre un site de liaison accessible à une protéine de régulation.
- L'association de protéines de liaison avec l'ADN empêchent la formation de nucléosomes si le fragment est plus de 150 pb.
- Les protéines de liaison positionnent spécifiquement des nucléosomes sur des sites d'initiation de transcription.
46
Qu'est-ce que le code des histones ?
Les lysines sont acétylées ou méthylées, les sérines sont phosphorylées.
47
Les modifications des queues n-terminales sont spécifiques à quoi ?
Site et histone.
48
Quel est l'objectif de l'acétylation de l'histone ?
Neutraliser sa charge +.
49
Comment la charge + de l'acétyle de l'histone est neutralisée ?
1. Attaque nucléophile du carboxyle ionisé de HAT sur le groupe aminé protonné de la lysine : le groupe amine de la lysine devient électronégatif et forme un doublet libre.
2. Attaque nucléophile du groupe amine sur le groupe carbonyle.
50
Quels sont les formes modifiées des queues n-terminales ?
- Bromodomaines : avec les queues n-terminales acétylées : activation.
- Chromodomaines et PHD : avec les queues n-terminales méthylées : répression.
51
Que se passe-t-il si les octamères disparaissent ?
- Perte des facultés de compaction de l'ADN en chromosomes, donc mort cellulaire.
- Perte de la mémoire épigénétique, donc cancers.
52
Que se passe-t-il sir les octamères se retrouvent sur l'une des deux chromatides soeurs ?
Les deux jeux de chromosomes sont différents.
53
Que sont les chaperons d'histones ?
Sont nécessaires à l'assemblage des nucléosomes, sont chargés - et s'associent spécifiquement aux tétramères et dimères.
54
À quelles protéines s'associent les différents chaperons ?
- CAF-1 se lie à H3-H4.
| - NAP-1 se lie à H2A-H2B.
55
Que sont les CAF-1 ?
- Complexe de 3 sous-unités polypeptidiques chez les vertébrés.
- Permet la 1e étape de l'assemblage du nucléosome en déposant les tétramères d'histones H3-H4 nouvellement synthétisés sur l'ADN.
- Opère à la fourche de réplication de l'ADN en se liant avec PCNA.
56
Quels sont les deux motifs de liaisons à PCNA de CAF-1 ?
PIP1 et PIP2.
57
Que permet PIP1 ?
Contribue à la liaison de P150 à PCNA à la fourche de réplication.
58
Que permet PIP2 ?
- La liaison de P150 à PCNA à la fourche de réplication.
| - L'assemblage des nucléosomes lors de la réplication de l'ADN.
59
Quelles sont les fonctions des chaperons d'histones de la famille NAP ?
- Incorporation et échange de variants d'histones.
- Translocation de nucléosomes, prolifération cellulaire.
- Régulation du cycle cellulaire.
- Régulation transcriptionnelle.
- Réplication et apoptose.
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Les chaperons d'histones NAP sont responsables de quoi ?
De l'incorporation des 2 dimères H2A-H2B nouvellement synthétisés pour compléter le nucléosome.
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NAP-1 empêche quoi ?
L'incorporation des 2 dimères H2A-H2B en dehors du tétramère H3-H4.
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NAP-1 agit comme quoi ?
Une navette nucléo-cytoplasmique qui transporte les dimères H2A-H2B du cytoplasme à la machinerie d'assemblage de la chromatine dans le noyau.
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Quels sont les 3 domaines des chaperons d'histones de la famille NAP ?
- 1 domaine NAP.
- 1 queue n-terminale de séquence variable.
- 1 queue c-terminale très acide chargée négativement.
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Le domaine NAP est impliqué dans quoi ?
Dans la liaison à l'histone (+).
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La queue c-terminale pourrait faire quoi ?
Améliorer l'affinité de NAP pour l'histone (+).
