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Biologie moléculaire > 2. Nucléosome et chromatine > Flashcards

2. Nucléosome et chromatine Flashcards

1
Q

De quoi est composé le nucléosome ?

A

Il est composé de l’ADN et de protéines (histones).

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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.

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3
Q

Est-ce que un ADN compacté peut être utilisé pour faire des gènes ?

A

Non, les protéines doivent décompacter localement l’ADN.

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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.
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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.
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6
Q

Quelles sont les étapes de la division cellulaire ?

A

PMAT

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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.
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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.

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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.

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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.
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11
Q

Entre les mitoses, est-ce que l’ADN est moins ou plus compacté ?

A

Moins compacté.

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12
Q

Qu’est-ce que l’hétérochromatine ?

A

30nm, inhibe la transcription des gènes.

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13
Q

Qu’est-ce que la chromatine (ou euchromatine) ?

A

10 nm.

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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.

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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.
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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.

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17
Q

L’octamère est composé de quelles protéines ?

A

H2A, H2B, H3, H4.

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18
Q

L’ADN est enroulé sur combien de pb et combien de tours ?

A

147 pb et 1,65 tours.

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19
Q

Pourquoi l’ADN est enroulé sur 1,65 tours au lieu de deux ?

A

Sinon l’ADN se croise.

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20
Q

Quelles sont les deux régions de l’histone consittutif de l’octamère ?

A
  • Queue n-terminale.

- Domaine de repliement.

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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.
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22
Q

Quelles sont les étapes de la séquence d’assemblage des histones ?

A
  1. L’Assemblage des histones est initié par la formation d’un tétramère de deux H3-H4.
  2. Ce tétramère se lie à l’ADN double brin.
  3. Il recrute alors deux dimères H2A-H2B pour achever l’assemblage du nucléosome.
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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.
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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.

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25
Q

Lea associations octamère d’histones-ADN comprend combien de liaisons hydrogène et ils font quoi ?

A

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.

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26
Q

Pourquoi les liaisons hydrogène se font du côté du sillon mineur ?

A

Le sillon majeur reste en grande partie accessible pour la régulation de l’expression génétique.

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27
Q

Pourquoi les 40 liaisons hydrogènes confèrent aux histones une grande force de torsion ?

A

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
Q

L’ADN utilise l’énergie des super-tours pour faire quoi ?

A

Pour faciliter la séparation des brins de la double hélice.

29
Q

Que stimule la formation de la fibre de 30 nm ?

A

L’association entre l’histone H1 (+) et l’ADN de liaison (-).

30
Q

Qu’est-ce que l’histone H1 ?

A

Modèle de la structure teriaire du domaine globulaire.

31
Q

Quelles sont les étapes pour former la fibre de 30 nm ?

A
  1. Les histones H1 lient deux hélices d’ADN double brins.

2. Puis ressèrent les nucléosomes adjacents.

32
Q

Quels sont les deux facteurs qui permettent la condensation de la fibre de 30 nm ?

A
  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
Q

Quels sont les deux sites d’ancrage d’H1 ?

A
  • Au milieu des 147 pb associées au nucléosome (axe de la dyade).
  • ADN internucléosomique à une extrémité du nucléosome.
34
Q

Quels sont les rôles des queues n-terminales ?

A
  • 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
Q

Qu’est-ce qui se trouve dans la fibre de 30 nm ?

A
  • 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
Q

Pourquoi la spirale hélicoïdale est de 11 nm de diamètre ?

A

Parce que l’histone H1 augmente le diamètre.

37
Q

Quelles condensines participent à la condensation en boucle de la fibre de 30 nm ?

A
  • Topo 2
  • Facteurs de remodelage de la chromatine.
  • Chromokinésines.
38
Q

Expliquez l’anatomie des nucléosomes acétylés.

A
  • Les queues n-terminales sont libres, l’ADN est donc moins emprisonné.
  • Certains acides aminés ont été modifiés chimiquement.
39
Q

Expliquez l’anatomie des nucléosomes désacétylés.

A
  • 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
Q

Quelles sont les deux actions du complexe de remodelage des nucléosomes ?

A
  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
Q

Que sont les complexes de remodelage des nucléosomes ?

A
  • 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
Q

Quels sont les trois domaines des complexes de remodelage des nucléosomes ?

A
  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
Q

Quelles sont les différences entre les SWI/SNF et les ISWI ?

A
  • 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
Q

Quel est le mécanisme de remodelage des nucléosomes ?

A
  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
Q

Quels sont les autres rôles importants des histones ?

A
  • 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
Q

Qu’est-ce que le code des histones ?

A

Les lysines sont acétylées ou méthylées, les sérines sont phosphorylées.

47
Q

Les modifications des queues n-terminales sont spécifiques à quoi ?

A

Site et histone.

48
Q

Quel est l’objectif de l’acétylation de l’histone ?

A

Neutraliser sa charge +.

49
Q

Comment la charge + de l’acétyle de l’histone est neutralisée ?

A
  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
Q

Quels sont les formes modifiées des queues n-terminales ?

A
  • Bromodomaines : avec les queues n-terminales acétylées : activation.
  • Chromodomaines et PHD : avec les queues n-terminales méthylées : répression.
51
Q

Que se passe-t-il si les octamères disparaissent ?

A
  • Perte des facultés de compaction de l’ADN en chromosomes, donc mort cellulaire.
  • Perte de la mémoire épigénétique, donc cancers.
52
Q

Que se passe-t-il sir les octamères se retrouvent sur l’une des deux chromatides soeurs ?

A

Les deux jeux de chromosomes sont différents.

53
Q

Que sont les chaperons d’histones ?

A

Sont nécessaires à l’assemblage des nucléosomes, sont chargés - et s’associent spécifiquement aux tétramères et dimères.

54
Q

À quelles protéines s’associent les différents chaperons ?

A
  • CAF-1 se lie à H3-H4.

- NAP-1 se lie à H2A-H2B.

55
Q

Que sont les CAF-1 ?

A
  • 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
Q

Quels sont les deux motifs de liaisons à PCNA de CAF-1 ?

A

PIP1 et PIP2.

57
Q

Que permet PIP1 ?

A

Contribue à la liaison de P150 à PCNA à la fourche de réplication.

58
Q

Que permet PIP2 ?

A
  • La liaison de P150 à PCNA à la fourche de réplication.

- L’assemblage des nucléosomes lors de la réplication de l’ADN.

59
Q

Quelles sont les fonctions des chaperons d’histones de la famille NAP ?

A
  • Incorporation et échange de variants d’histones.
  • Translocation de nucléosomes, prolifération cellulaire.
  • Régulation du cycle cellulaire.
  • Régulation transcriptionnelle.
  • Réplication et apoptose.
60
Q

Les chaperons d’histones NAP sont responsables de quoi ?

A

De l’incorporation des 2 dimères H2A-H2B nouvellement synthétisés pour compléter le nucléosome.

61
Q

NAP-1 empêche quoi ?

A

L’incorporation des 2 dimères H2A-H2B en dehors du tétramère H3-H4.

62
Q

NAP-1 agit comme quoi ?

A

Une navette nucléo-cytoplasmique qui transporte les dimères H2A-H2B du cytoplasme à la machinerie d’assemblage de la chromatine dans le noyau.

63
Q

Quels sont les 3 domaines des chaperons d’histones de la famille NAP ?

A
  • 1 domaine NAP.
  • 1 queue n-terminale de séquence variable.
  • 1 queue c-terminale très acide chargée négativement.
64
Q

Le domaine NAP est impliqué dans quoi ?

A

Dans la liaison à l’histone (+).

65
Q

La queue c-terminale pourrait faire quoi ?

A

Améliorer l’affinité de NAP pour l’histone (+).

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