2. Nucléosome et chromatine Flashcards
De quoi est composé le nucléosome ?
Il est composé de l’ADN et de protéines (histones).
Pourquoi il faut compacter l’ADN ?
Le génome est tr;s grand et gros, il faut donc que l’ADN puisse se ranger efficacement dans un cellule.
Est-ce que un ADN compacté peut être utilisé pour faire des gènes ?
Non, les protéines doivent décompacter localement l’ADN.
Quelles sont les raisons pour compacter l’ADN ?
- 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.
Comment est-ce que l’ADN se fait compacter chez les eubactéries, archaebactéries et eucaryotes ?
- Eubactéries : protéines associées au nucléoïde.
- Archaebactéries : protéines Hmf, homologues des histones eucaryotes.
- Eucaryotes : octamères d’histones et autres protéines.
Quelles sont les étapes de la division cellulaire ?
PMAT
Donnez l’utilité des cohésines et des condensines.
- Cohésines : maintient la cohérence des chromatides soeurs, activité INTERmoléculaire.
- Condensines : compaction de l’ADN, activité INTRAmoléculaire.
La cohésion des chromatides soeurs et la condensation des chromosomes se font à l’aide de quelle protéine ?
Protéines MSC : maintenance structurale des chromosomes. Ce sont des ATPases.
Qu’est-ce que la modularité ?
C’est le fait d’avoir différentes variantes qui ont différentes fonctions à partir de différents cofacteurs dans un même complexe protéique.
Condensines.
- On retrouve différentes condensines selon les espèces.
- Rôle aussi dans la régulation de l’expression des gènes.
- Rôles dans la réparation de l’ADN.
Entre les mitoses, est-ce que l’ADN est moins ou plus compacté ?
Moins compacté.
Qu’est-ce que l’hétérochromatine ?
30nm, inhibe la transcription des gènes.
Qu’est-ce que la chromatine (ou euchromatine) ?
10 nm.
Qu’est-ce que l’hétérochromatine constitutive ?
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.
Donnez des exemples d’hétérochromatine consitutive.
- Le chromosome Y contient de grandes régions d’hétérochromatine constitutive.
- Chez la plupart des organismes, l’hétérochromatine cinstitutive englobe les séquences centromèriques et télomèriques.
Qu’est que l’hétérochromatine facultative et donnez un exemple.
Régions variables suivant le type cellulaire. Par exemple, le chromosome X chez la femme.
L’octamère est composé de quelles protéines ?
H2A, H2B, H3, H4.
L’ADN est enroulé sur combien de pb et combien de tours ?
147 pb et 1,65 tours.
Pourquoi l’ADN est enroulé sur 1,65 tours au lieu de deux ?
Sinon l’ADN se croise.
Quelles sont les deux régions de l’histone consittutif de l’octamère ?
- Queue n-terminale.
- Domaine de repliement.
Le domaine de repliement est formé et responsable de quoi ?
- Formé de trois hélices alpha séparées par des boucles courtes.
- Responsable de l’assemblage des octamères.
Quelles sont les étapes de la séquence d’assemblage des histones ?
- 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.
Les tétramères H3-H4 se lient à quelles parties de l’ADN ?
- Aux extrêmités.
- Au milieu.
Cette configuration permet à l’ADN de se lier autour du tétramère H3-H4.
Les dimères H2A-H2B se lient à quelle partie de l’ADN ?
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.
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.
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.
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.
L’ADN utilise l’énergie des super-tours pour faire quoi ?
Pour faciliter la séparation des brins de la double hélice.
Que stimule la formation de la fibre de 30 nm ?
L’association entre l’histone H1 (+) et l’ADN de liaison (-).
Qu’est-ce que l’histone H1 ?
Modèle de la structure teriaire du domaine globulaire.
Quelles sont les étapes pour former la fibre de 30 nm ?
- Les histones H1 lient deux hélices d’ADN double brins.
2. Puis ressèrent les nucléosomes adjacents.
Quels sont les deux facteurs qui permettent la condensation de la fibre de 30 nm ?
- H1 rapproche les nucléosomes.
- Les queues n-terminales stabilisent la structure par leurs interactions avec l’ADN internucléosomique et les 147 pb associées au nucléosome.
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.
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.
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.
Pourquoi la spirale hélicoïdale est de 11 nm de diamètre ?
Parce que l’histone H1 augmente le diamètre.
Quelles condensines participent à la condensation en boucle de la fibre de 30 nm ?
- Topo 2
- Facteurs de remodelage de la chromatine.
- Chromokinésines.
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.
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.
Quelles sont les deux actions du complexe de remodelage des nucléosomes ?
- Glissement de l’ADN autour de l’octamère pour exprimer différents gènes.
- Transfert de l’octamère d’une double hélice à une autre.
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.
Quels sont les trois domaines des complexes de remodelage des nucléosomes ?
- Pince de positionnement sur les histones au site n.
- Domaine ATPase à la position 52/147 de l’ADN.
- Pince de torsion sur les histones au site n+1.
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.
Quel est le mécanisme de remodelage des nucléosomes ?
- Tire l’ADN internucléosomique depuis le site de liaison le plus proche vers le nucléosome en utilisant l’énergie de l’ATP.
- Rompt les 5 sites de liaison entre les histones et l’ADN positionnés entre le site de l’ATPase et l’ADN internucléosomique.
- Les 5 contacts se reforment avec l’ADN transloqué.
- 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.
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.
Qu’est-ce que le code des histones ?
Les lysines sont acétylées ou méthylées, les sérines sont phosphorylées.
Les modifications des queues n-terminales sont spécifiques à quoi ?
Site et histone.
Quel est l’objectif de l’acétylation de l’histone ?
Neutraliser sa charge +.
Comment la charge + de l’acétyle de l’histone est neutralisée ?
- 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.
- Attaque nucléophile du groupe amine sur le groupe carbonyle.
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.
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.
Que se passe-t-il sir les octamères se retrouvent sur l’une des deux chromatides soeurs ?
Les deux jeux de chromosomes sont différents.
Que sont les chaperons d’histones ?
Sont nécessaires à l’assemblage des nucléosomes, sont chargés - et s’associent spécifiquement aux tétramères et dimères.
À quelles protéines s’associent les différents chaperons ?
- CAF-1 se lie à H3-H4.
- NAP-1 se lie à H2A-H2B.
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.
Quels sont les deux motifs de liaisons à PCNA de CAF-1 ?
PIP1 et PIP2.
Que permet PIP1 ?
Contribue à la liaison de P150 à PCNA à la fourche de réplication.
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.
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.
Les chaperons d’histones NAP sont responsables de quoi ?
De l’incorporation des 2 dimères H2A-H2B nouvellement synthétisés pour compléter le nucléosome.
NAP-1 empêche quoi ?
L’incorporation des 2 dimères H2A-H2B en dehors du tétramère H3-H4.
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.
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.
Le domaine NAP est impliqué dans quoi ?
Dans la liaison à l’histone (+).
La queue c-terminale pourrait faire quoi ?
Améliorer l’affinité de NAP pour l’histone (+).
