Cours 2 - Structure du génome, de la chromatine et du nucléosome Flashcards
Qu’est ce qui définit la densité génique ?
La densité génique est le nombre de gènes sur un segment d’ADN d’un million de pb (inversement proportionnel).
(Plus l’organisme est complexe, moins la densité génique est élevée)
Expliquer ce qu’est le kinétochore, le centromère et le centrosome.
Kinétochore: Assemblage de molécules qui lie le chromosome au microtubule.
Les microtubules de kinétochore se forment entre les kinétochores des chromosomes et les pôles du fuseau et entraînent les chromosomes vers les pôles.
Centromère: Le site d’assemblage du complexe protéique du kinétochore, qui permet l’attachement et les mouvements des chromosomes le long du fuseau mitotique.
Centrosomes: Situés aux extrémités opposées de la cellule animale = forment « pôles » vers lesquels microtubules entrainent chromatides (appelé centres organisateurs du fuseau mitotique chez la levure et les champignons).
Quel est la différence entre la cohésine et la condensine ?
La cohésine permet la cohésion des deux chromatides soeurs. Elle est sous forme d’anneau, composé de deux protéines SMC (Smc1 et Smc3 (ATPases)
Dimérisent en présence ATP) et deux non-SMC (Lient domaines ATPases de Smc1 et Smc3 (stabilisent anneau)). Le clivage protéolytique des sous-unités non-SMC provoque ouverture de l’anneau et perte du complexe cohésine (à l’anaphase).
La condensine nécessite autre complexe comprenant des protéines SMC. Cela facilite la condensation des chromosomes en reliant entre elles différentes régions éloignées du même chromosome
Expliquez l’ordre d’association protéiques pour former le nucléosome.
Le nucléosome va mener à réduire jusqu’à 10 000 fois longueur molécule d’ADN.
H3 et H4 forme un dimère, puis deux de ces dimères forment un tétramère pour se lier à l’ADN. Le tout inscite un dimère H2A/H2B à se lier (le contraire n’est pas possible). H4 et H2A ont leurs queues en dessous et au dessus de l’ADN enroulé sur le complexe, H3 et H2B sont au centre (mais ne traverse pas dans les brins d’ADN).
Vrai ou faux
Les queues d’histones sont essentielles pour la formation du nucléosome.
FAUX. Mais elles sont essentielle pour former la fibre de 30 nm.
Qu’est ce qui prouve l’importance des séquences intergéniques et nommez ses constituants.
Les gènes ne font qu’1,5% de tout l’ADN d’un génome.
Il y a mis à part les gènes, beaucoup d’introns, des pseudogènes, des fragments de gènes non fonctionnel, des séquences non codante comme des séquences répétés dispersées sur tout le génome ou des minisatellites (riche en G/C), microsatellites (CACACACACAC) et des éléments transposables.
Décrivez certaines anomalies avec les centromères lors de la mitose/méïose.
En absence de centromère : chromosomes répliqués se répartissent de manière aléatoire.
Présence de plusieurs centromères : tout aussi problématique.
Si les kinétochores du même chromosome sont attachés à des filaments se dirigeant dans des directions opposées : Cassure du chromosome
Taille des centromères varie :
Plus < chez eucaryotes simples (S. cerevisiae = 200 pb)
Plus > chez eucaryotes complexes (peuvent dépasser 40 kb et sont composés de > séquences répétées)
Quels sont les phases de la divison cellulaires et leur rôle.
G1allongée: Préparation pour la divison cellulaire + Croissance
S (synthèse): réplication du matériel génétique.
G2: Préparation pour la ségrégation des chromosomes
M (mitose)
Quel est le rôle de H1 ?
La fixation de H1 donne un angle mieux défini pour l’entrée et la sortie de l’ADN du nucléosome. Cet angle est affecté par des variables (pH, [sels], présence d’autres protéines).
Fixation de H1 sur l’ADN internucléosomique pour resserrer l’ADN avec le nucléosome. H1 protège 20pb supplémentaires (nucléase micrococcale (Mnase)) aux 147 pb de départ
Quels sont les deux modèles de la fibre de 30 nm ?
Modèle solénoïde : Superhélice de 6 nucléosomes par tour. Axe central dégagé (donc ne passe jamais à travers l’axe de la fibre). Microscopie électronique ou par diffraction aux rayons X.
Modèle en zigzag : Modèle alternatif d’organisation en zigzag des nucléosomes après l’ajout de H1. Passage de l’ADN au travers de l’axe central de la fibre. Analyse par diffraction aux rayons X privilégié.
Les deux modèles peuvent s’avérer corrects.
Quels sont les deux classes de protéines présentes dans la matrice cellulaire ?
Topoisomérase II (Topo II) : Beaucoup dans la matrice mais aussi associé aux chromosomes en mitose après la purification. Un traitement des cellules par des substances qui provoquent des cassures de l’ADN aux sites de fixations de Topo II génèrent des fragments d’ADN d’environ 50 kb.
Les protéines SMC (« structural maintenance of chromosome ») : composant abondant de la matrice nucléaire. Ils sont des composants clés de la machinerie qui condense et assemble les chromatides sœurs durant les duplications des chromosomes.
Nommez des variants d”histones et leurs fonctions.
H2A.X : un variant de H2A largement répandu dans nucléosomes eucaryotes.
Lorsque ADN chromosomique subit cassure double-brin : H2A.X situé à proximité devient phosphorylé. H2A.X phosphorylé recrute enzymes de réparation de l’ADN au site du dommage
CENP-A : variant H3 présent dans les nucléosomes associés à l’ADN du centromère, incorporés dans kinétochore. Sa queue N-terminale + longue que celle de H3, mais la région centrale de repliement est similaire. L’incorporation de CENP-A ne modifie pas la structure nucléosome, mais la queue + longue permet de nouveaux sites fixation pour d’autres protéines (celles constituant le kinétochore).
