Nucléosome

Le nucléosome est l'unité fondamentale de l'organisation de l'ADN dans les cellules eucaryotes

Qu'est-ce que le nucléosome?

Il Nucléosome Il s'agit de l'unité d'emballage ADN de base dans les organismes eucaryotes. Par conséquent, il constitue le plus petit élément de compression de la chromatine.

Le nucléosome est construit comme un octamère protéique appelé histones, ou structure en forme de tambour sur laquelle environ 140 nt d'ADN est roulé, donnant presque deux tours complets, comme on peut le voir dans l'image.

Il est considéré que certains ADN supplémentaires font partie du nucléosome, et est la fraction d'ADN qui permet la continuité physique entre un nucléosome et une autre dans des structures de chromatine plus complexes (comme la fibre de chromatine de 30 nm).

Le code histone a été l'un des premiers meilleurs éléments de contrôle épigénétique.

Fonctions nucléosomes

Les nucléosomes permettent:

- Emballage d'ADN pour s'adapter à l'espace central limité.

- Ils déterminent la partition entre la chromatine qui est exprimée (euchromatine) et la chromatine silencieuse (hétérochromatine).

- Organisez toutes les chromatines spatialement et fonctionnellement dans le noyau.

- Ils représentent le substrat des modifications covalentes qui déterminent l'expression et le niveau d'expression des gènes qu'ils codent pour les protéines à travers le code d'histone SO.

Composition et structure

Dans son sens le plus élémentaire, les nucléosomes sont composés d'ADN et de protéines. L'ADN peut être, pratiquement n'importe quel ADN à double bande présente dans le noyau de la cellule eucaryote, tandis que toutes les protéines nucléosomiques appartiennent à l'ensemble des protéines appelées histones.

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Les histones sont de petites protéines et avec une charge élevée de déchets d'acides aminés de base, ce qui permet de contrer la charge négative élevée de l'ADN et d'établir une interaction physique efficace entre les deux molécules sans atteindre la rigidité de la liaison chimique covalente.

Les histones forment un octamètre de tambour -mer avec deux copies ou monomères de chacune des histones H2A, H2B, H3 et H4.

L'ADN donne presque deux tours complets sur les côtés de l'octamère, puis continue avec une fraction de l'ADN de liaison associé à l'histone H1, pour revenir à deux virages complets dans un autre Histona Octa.

L'ensemble d'octamètre, l'ADN associé et son ADN de liaison correspondant, est un nucléosome.

Parties d'un nucléosome

Compactage de la chromatine

L'ADN génomique est constitué de molécules extrêmement longues (plus d'un mètre dans le cas de l'être humain, compte tenu de tous ses chromosomes), qui doit être compliqué et organisé dans un noyau extrêmement petit.

La première étape de ce compactage est effectuée par la formation de nucléosomes. Seulement avec cette étape, l'ADN est compacté environ 75 fois.

Cela donne lieu à une fibre linéaire à partir de laquelle les niveaux ultérieurs de compactage de chromatine sont construits: la fibre de 30 nm, les liens et les liens.

Lorsqu'une cellule est divisée, soit par mitose ou par méiose, la dernière note de compactage est le chromosome mitotique ou méiotique lui-même, respectivement.

Le code histone et l'expression génétique

Le fait que les octamers histones et l'ADN interagissent électrostatiquement explique son association efficace, sans perdre la fluidité nécessaire pour faire des nucléosomes des éléments dynamiques de compactage et de décompactation de la chromatine.

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Mais il y a un élément d'interaction encore plus surprenant: les extrémités n les terminaux des histones sont exposés à l'extérieur de l'intérieur de l'octamètre, plus compacts et inertes.

Ces extrêmes interagissent non seulement physiquement avec l'ADN, mais subissent également une série de modifications covalentes sur lesquelles le degré de compactage de la chromatine et l'expression de l'ADN associé dépendra.

L'ensemble des modifications covalentes, en termes de type et de nombre, entre autres, est collectivement connue sous le nom de code histone.

Ces modifications incluent la phosphorylation, la méthylation, l'acétylation, l'ubiquitination et hautement.

Chaque changement déterminera ou non l'expression de l'ADN associé, ainsi que le degré de compactage de la chromatine, en conjonction avec d'autres changements dans la même molécule ou dans les déchets d'autres histones, en particulier du H3 H3.

En règle générale, il a été constaté, par exemple, que les histones hypermétilles et hypacéthlées déterminent que l'ADN associé n'est pas exprimé et que la chromatine est présentée à un état plus compact (hétérochromatique et, par conséquent, inactif).

Au contraire, l'ADN euchromatique (moins compact et génétiquement actif) est associé à la chromatine dont les histones sont hypercétilées et hypométhylisées.

Euchromatine et hétérochromatine

Le statut de modification covalente d'Histonas peut déterminer le degré d'expression et de compactage de la chromatine locale.

Aux niveaux globaux, le compactage de la chromatine est également régulé par les modifications covalentes des histones dans les nucléosomes.

Il a été démontré, par exemple, que l'hétérochromatine constitutive (qui n'est jamais exprimée et est densément emballée) a tendance à être située à la feuille nucléaire, laissant les pores nucléaires libres.

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Pour sa part, l'euchromatine constitutive (qui est toujours exprimée, comme celle qui comprend des gènes de maintenance cellulaire, et est située dans les régions de la chromatine laxiste), le fait dans de grandes liens qui exposent l'ADN à transcrire à la machinerie de transcription.

D'autres régions de l'ADN génomique oscillent entre ces deux états, selon le temps de développement de l'organisme, des conditions de croissance, de l'identité cellulaire, etc.

Autres fonctions

Pour réaliser leur plan de développement, d'expression et de maintenance cellulaire, les génomes des organismes eucaryotes doivent réguler finement quand et comment leurs potentiels génétiques devraient se manifester.

À partir des informations stockées dans leurs gènes, celles-ci sont situées dans le noyau dans les régions privées qui déterminent leur statut transcriptionnel.

Par conséquent, nous pouvons dire qu'un autre des articles fondamentaux des nucléosomes est l'organisation ou l'architecture du noyau qui les abrite.

Cette architecture est héritée et préservée phylogénétiquement grâce à l'existence de ces éléments modulaires de l'emballage d'information.

Les références

1. Brooker, R. J. Génétique: analyse et principes. Enseignement supérieur de McGraw-Hill.
2. Goodenough, u. W. La génétique. W. B. Saunders Co. Ltd.