Le matériel génétique d'un organisme est composé de milliards de paires de bases d'ADN. Il est organisé en chromosomes pour l'emballage serré à l'intérieur du noyau. Les chromosomes sont composés d'ADN associé à des protéines, formant une structure complexe appelée chromatine. 40% des chromosomes sont de l'ADN et les 60% restants sont des protéines. Les histones sont les protéines associées à l'ADN. L'ADN est enroulé autour d'un noyau formé d'histones, formant une structure connue sous le nom de nucléosome. Le nucléosome est l'unité de base d'un chromosome ou d'une fibre de chromatine. Un nucléosome peut être considéré comme une bobine d'ADN. Par conséquent, un chromosome est constitué de superbobines d'ADN.

Domaines clés couverts

1. Que sont les histones - Définition, types, rôle 2. Comment les protéines d'histone aident-elles à l'enroulement de l'ADN – Formation de nucléosomes

Termes clés: chromatine, chromatosome, bobines, ADN, noyau d'histone, ADN de liaison, nucléosome, supercoils

Que sont les histones

Les histones sont un type de protéines chargées positivement qui servent de type de base de protéines présentes dans les chromosomes. Les cinq types d'histones sont H1, H2A, H2B, H3 et H4. La fonction principale des protéines histones est d'aider à l'emballage condensé de l'ADN à l'intérieur du noyau. L' interaction entre les histones et l' ADN est illustrée à la figure 1.

Figure 1: Interaction histone-ADN

Les quatre types d'histones impliqués dans la formation du noyau d'histone sont H2A, H2B, H3 et H4. L'ADN s'enroule autour du noyau d'histone pour former des bobines d'ADN. Les histones jouent un rôle majeur dans la régulation de l'expression des gènes en formant deux types de chromatine appelés euchromatine et hétérochromatine. L'euchromatine contient de l'ADN en vrac et présente des taux d'expression élevés. Cependant, l'hétérochromatine contient de l'ADN étroitement emballé, exprimant rarement les gènes de la région.

Comment les protéines d'histone aident-elles à l'enroulement de l'ADN

Le génome d'un organisme est constitué d'un grand nombre de nucléotides, codant l'ensemble de l'information génétique pour le développement et le fonctionnement de l'organisme. Tous ces nucléotides doivent être contenus dans un espace minuscule dans la structure microscopique connue sous le nom de noyau. Par conséquent, un mécanisme est nécessaire pour l'emballage serré de l'ADN dans le noyau. Les histones sont impliquées dans la formation d'une structure hautement condensée de bobines d'ADN en enroulant l'ADN autour d'un noyau d'histones. Cette structure enroulée est connue sous le nom de nucléosome. L' ADN enroulé autour d' un noyau d' histone est illustré à la figure 2.

Figure 2: Nucléosome

Le noyau d'histones est composé d'un octamère d'histones, qui est composé d'une combinaison de deux des quatre types d'histones, H2A, H2B, H3 et H4. Un tronçon d'ADN long de 146 paires de bases est enroulé autour du noyau d'histone dans le nucléosome. Cet emballage forme environ 1,7 tour sur l'octamère d'histone. Ensuite, un cinquième type d'histone connu sous le nom de H1 se lie au noyau d'histone, permettant l'enroulement de 20 autres paires de bases d'ADN autour du noyau d'histone. La structure résultante est connue sous le nom de chromatosome. Par conséquent, un tronçon d'ADN long de 166 paires de bases est enroulé autour d'un chromatosome. Des milliers de nucléosomes sont reliés entre eux par des segments d'ADN appelés ADN de liaison. L'ADN de liaison se compose de 20 paires de bases. Cela forme de longues chaînes de nucléosomes qui donnent les billes sur une structure de chaîne sous le microscope. L'emballage de l'ADN dans les nucléosomes raccourcit de sept fois la longueur du brin d'ADN. Le diamètre de la fibre de chromatine formée est de 20 nm. Cependant, la chromatine est encore enroulée dans une fibre de 30 nm, formant une structure d'ordre supérieur.

Le nucléosome représente une bobine d'ADN. Il sert d'unité structurelle et répétitive de base du chromosome qui génère les perles sur un aspect de chaîne. Cela signifie qu'un chromosome est composé de superbobines d'ADN.

Conclusion

Le génome de la plupart des organismes est constitué de longues chaînes de nucléotides, qui doivent être emballées dans le noyau. Les histones sont les protéines associées qui permettent le compactage de l'ADN dans le noyau. Un morceau d'ADN est enroulé autour d'un noyau d'histones, produisant une bobine d'ADN connue sous le nom de nucléosome. Comme les chromosomes sont constitués d'une série de nucléosomes, on considère qu'ils ont une nature superenroulée dans la structure d'un chromosome.

Référence:

1. Iftikhar, Jannat. « Rôle de l'Histone dans l'emballage de l'ADN. » LinkedIn SlideShare, 14 décembre 2013, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. "Figure 04 03 05a" par CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia 2. "Nucleosome" par Spellcheck supposé - Propre travail supposé (basé sur des revendications de droit d'auteur) (domaine public) via Commons Wikimedia