Chromatine, module 3 Flashcards
Décrire de manière qualitative l’ADN et les chromosomes.
- chaque cellules humaines contient 3x10^9 paires de bases par ensemble de chromosome, soit 6x10^9 bp.
- Chaque bp mesure 3,4x10^-10
- chaque ensemble de chromosomes contient plus d’un mètre d’ADN, chaque cellule contient 2 ensembles soit 2 m d’ADN.
- noyau typique d’une cellule humaine mesure de 10-15 um
De manière générale comment l’ADN est compactée?
L’ADN est entouré autour de nucléosomes qui eux-mêmes s’enroulent pour former les chromosomes lors de la mitose. CEPENDANT, les séquences doivent demeurer partiellement disponibles pour les enzymes et l’enroulement est nécessaire pour l’ordre de la molécule.
CHROMATINE
De quoi est constitué la chromatine?
Quels sont les impacts du compactage de l’ADN en chromatine?
La chromatine est constituée d’ADN et des protéines qui lui sont associées. Ces protéines représentent environ la moitié de la masse moléculaire des chromosomes. La majorité de ces protéines sont des histones (petites protéines basiques), le reste des protéines est constitué de protéines non-histones (protéine liant l’ADN et contrôlant la transcription, réplication, réparation et recombinaison de l’ADN).
IMPACT DU COMPACTAGE DE L’ADN EN CHROMATINE: (1) diminue substantiellement l’Accessibilité de l’ADN pour les enzymes, (2) cette réduction interfère avec la réplication, la réparation, la recombinaison et la transcription (car les groupements où les liaisons sont disponibles sont moins accessibles)
ALORS, structure de la chromatine doit être modulée pour que les enzymes puissent accéder à ADN.
Comment se déroule la compaction de L’ADN chez les procaryotes?
Les bactéries ont un génome BEAUCOUP plus petit habituellement constitué d’un seul chromosome circulaire empaqueté dans une structure appelée nucléoïde (noyau des cellules procaryotes). Finalement, les bactéries ne possèdent pas d’histone, mais d’autres protéines basiques qui pourraient jouer un rôle similaire.
LES DIFFÉRENTS NIVEAUX DE STRUCTURE DE L’ADN
Quelle est la structure des chromosomes durant la mitose?
Quelles sont les structures (2) de la chromatine durant l’interphase?
Durant la MITOSE, les chromosomes sont condensés dans la forme mitotique. Les chromosomes sont le plus hautement condensés pour permettre la ségrégation entre les cellules filles durant l’anaphase.
Pendant, L’INTERPHASE, l’ADN se présente sous 2 formes de chromatine. (1) Les fibres condensées de 30nm de diamètre. (2) Les fibres étendues de 10 nm de diamètre. C’est justement pendant l’interphase que les gènes peuvent être exprimés et que l’ADN peut être répliqué et réparé.
NUCLÉOSOMES
Décrire de quoi est formé les nucléosomes et comment ils s’organisent avec l’ADN.
Le noyau nucléosome est constitué de huit protéines d’histone, c’est un OCTAMÈRE.
Dans la cellule, l’ADN S’ORGANISE en nucléosomes (petites billes reliées par un fil). L’ADN s’enroule 1,65 fois autour de chaque noyau d’histone (147bp) et l’ADN qui relie chaque nucléosome se nomme intercalaire (20-60 bp).
LE NOYAU D’HISTONE
De quoi est composé le noyau d’histone?
Le noyau d’histone est COMPOSÉ de 8 sous-unités, 2X4 histones (L’octamère contient 2 copies de sous-unités d’histones différentes); (1) Deux dimères: H2AH2B qui s’associent en dimères, chaque noyau d’histone contient 2 dimères H2AH2B, donc 4 histones. (2) Un tétramère 2H3*2H4 qui s’associent en tétramère, donc 4 histones. ENSUITE, les 4 histones comportent une longues queues N-terminale peu structurées. Celle-ci contient des acides aminées chargées positivement (Lys et Arg) pour interagir avec l’ADN qui est chargé négativement.
ASSEMBLAGE DES NUCLÉOSOMES
Comment est-ce que les nucléosomes se lient avec l’ADN et dans quel ordre?
1- Le tétramère H3H4 se lie à L’ADN
2- Les deux dimères H2AH2B se joignent au complexe
3- Les queues émergent du complexe pour STABILISER la liaison à L’ADN (charges + et charges -)
INTERACTION DES HISTONES AVEC L’ADN
Décrire les interactions des histones avec l’ADN.
Les protéines histones ont une grande affinité pour l’ADN, elles forment de nombreuses interactions faibles, celles-ci sont assez grandes pour replier et maintenir la double hélice autour du noyau protéique. Ces interactions se forment surtout avec l’ossature de l’ADN de sorte que l’identité des bases de la séquence n’a pas d’importance (les nucléosomes peuvent se former n’importe où sur l’ADN). Il y a à peu près 140 liens hydrogènes qui sont formés, la plus part autour du petit sillon. FINALEMENT, il y a 14 points de contact ADN-HISTONE à l’intérieur d’un nucléosome (un pour chaque fois que le sillon mineur fait face au noyau).
Une fois que le nucléosome est formé, on passe on prochain niveau de compactage. De quoi s’agit-il et quelle protéine est mise en jeu?
C’est la protéine Histone H1. H1 interagit avec l’ADN intercalaire entre les nucléosomes et avec une partie de l’ADN autour du nucléosome. Elle permet de RAPPROCHER les nucléosomes.
COMPACTION DE LA FIBRE DE 30 NM
L’addition de l’histone H1 rend la fibre de l’ADN plus compacte et celle-ci la resserre encore davantage pour former la fibre de 30 nm. Deux modèles sont possibles à ce niveau. Décrire les deux modèles.
Modèle 1: SOLÉNOIDE, les nucléosomes s’enroulent en hélice avec l’ADN intercalaire enfuit au centre de l’hélice.
Modèle 2: ZIGZAG, empilement des nucléosomes en alternance de chaque côté de la fibre. Cette structure implique de plus longue séquence d’ADN intercalaire entre chaque nucléosome.
* CES DEUX ARRAGEMENTS PEUVENT COEXISTER DANS LA CHROMATINE*
RÔLES DES HISTONES DANS MAINTIENT DE FIBRE CONDENSÉE
Comment les histones permettent le maintient de la fibre condensée?
Les queues des histones sont essentielles pour maintenir la structure de la fibre de 30nm de la chromatine. Les queues des nucléosomes adjacents dans les fibres peuvent former de nombreuses interactions (a.a chargés + des queues interagissent avec a.a - à la surface du noyau d’histone) qui aiderait à maintenir la structure en hélice des nucléosomes dans la chromatine compacte. (VOIR IMAGE DIAPO 42 MODULE 3)
REMODELEURS DE CHROMATINE
Comment fonctionne les re modeleurs de chromatine?
L’organisation de la chromatine est extrêmement dynamique. Les remodeleurs, des complexes recrutés sur l’ADN par modifications des histones, se lient à l’ADN et modifient sans cesse ses structures. Ils interagissent avec le nucléosomes et d’autres protéines liées à l’ADN et le résultat nette est le déplacement des nucléosomes ce qui permet d’avoir accès ensuite à l’ADN. C’est des organismes nécessaires, car les nucléosomes font obstacles à la réplication et à la transcription.
Comment se fait la réplication en présence de nucléosomes (étapes)?
Il y a d’abord conservation partielle des noyaux d’histones (nucléosomes partiellement conservés).
Ensuite, tétramère H3-H4 reste associé à un des deux brins parentaux tandis que les dimères H2A-H2B sont libérés.
De nouveaux tétramères (servent de base pour assembler de nouveaux nucléosomes sur le brin qui n’aura pas conservé son tétramère précédent) s’installent sur le brin sans nucléosome.
Les dimères H2A-H2B anciens et nouveaux compétitionnent et viennent compléter les nucléosomes.
La réplication ( mécanisme de production de nouvelles molécules nucléiques d’ADN) se fait simultanément.
- Ce mouvement est coordonné par des protéines accessoires de la machinerie de réplication qui recrute des histones H3 et H4 à l’ADN dès que la synthèse est complétée
