Biologie · Glossaire

Qu'est-ce que « Nucléosome et chromatine » ?

Définition 1.1 Biologie universitaire — 3e année · Chapitre 1 — Chromatine et épigénétique

La chromatine est le complexe de l’ADN et des protéines sous lequel le génome existe dans un noyau eucaryote. Son unité répétée est le nucléosome : 147bp147\,\mathrm{bp} d’ADN enroulés en 1.651.65 tour lévogyre autour d’un octamère d’histones — deux exemplaires de chacune des petites protéines très basiques H2A, H2B, H3 et H4 — suivis d’un ADN de liaison de 20 aˋ 60bp20\text{ à }60\,\mathrm{bp} jusqu’au nucléosome suivant. Une cinquième histone, H1, se fixe sur cet ADN de liaison là où il entre dans le cœur et en sort, et aide les perles à s’empiler les unes contre les autres. Chaque histone du cœur porte une queue amino-terminale non structurée d’une 20 aˋ 4020\text{ à }40 résidus, qui fait saillie hors de la particule. La chromatine qui se colore faiblement, reste peu compactée et est transcrite est l’euchromatine ; celle qui est dense, de réplication tardive et largement silencieuse — aux centromères, aux télomères et sur les séquences répétées — est l’hétérochromatine.

La fibre de 10\, nm : des cœurs de nucléosomes (bleu) sur un ADN continu (rouge), chaque perle étant un octamère d’histones dont les queues (orange) font saillie, avec l’histone de liaison H1 (vert) au point d’entrée et de sortie. Six nucléosomes environ occupent la longueur que prendraient 1200\, bp d’ADN nu.
La fibre de 10nm10\,\mathrm{nm} : des cœurs de nucléosomes (bleu) sur un ADN continu (rouge), chaque perle étant un octamère d’histones dont les queues (orange) font saillie, avec l’histone de liaison H1 (vert) au point d’entrée et de sortie. Six nucléosomes environ occupent la longueur que prendraient 1200bp1200\,\mathrm{bp} d’ADN nu.
La chromatine à l’échelle moléculaire : la double hélice enroulée autour de cœurs d’histones successifs, le « collier de perles » que révélait l’échelle de fragments de la nucléase.
La chromatine à l’échelle moléculaire : la double hélice enroulée autour de cœurs d’histones successifs, le « collier de perles » que révélait l’échelle de fragments de la nucléase.

Exemples

Exemple 1.3 (Deux mètres dans dix micromètres)

Un noyau diploïde humain contient 6.4×1096.4\times 10^{9} paires de bases. À 0.34nm0.34\,\mathrm{nm} par paire de bases cela fait 2.2m2.2\,\mathrm{m} de double hélice, dans un noyau d’environ 10µm10\,\text{µ}\mathrm{m} de diamètre. Cet ADN est rangé en 6.4×109/2003.2×1076.4\times 10^{9}/200 \approx 3.2\times 10^{7} nucléosomes, portant chacun environ 108kDa108\,\mathrm{kDa} d’histones contre 96kDa96\,\mathrm{kDa} d’ADN (147bp147\,\mathrm{bp} à 650Da650\,\mathrm{Da} la paire) : le noyau contient à peu près autant d’histones que d’ADN en masse. L’ADN lui-même, traité comme un cylindre de 2nm2\,\mathrm{nm} de diamètre, n’occupe qu’environ 7µm37\,\text{µ}\mathrm{m}^{3}, soit quelque 1%1\,\% d’un noyau sphérique de rayon 5µm5\,\text{µ}\mathrm{m} ; le problème de l’emballage est un problème d’enchevêtrement et d’accès, non de place.

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