La chromatine est constituée de tout l’ADN du noyau, ainsi que de ses protéines associées. Il existe trois couches de base d’échafaudage chromatinien qui aboutissent à une molécule d’ADN condensée.
La molécule d’ADN en forme de double hélice qui constitue chaque chromosome est d’abord enroulée autour de grappes de protéines histones. Une unité d’environ 200 paires de bases d’ADN enroulées autour de huit protéines histones constitue la plus petite unité de structure d’emballage de l’ADN, un nucléosome.
Les nucléosomes et l’ADN lieur qui les relie, comme des perles sur une ficelle, se bouclent pour former des fibres solénoïdes de 30 nm plus serrées. Ensuite, les fibres de 30 nm sont enroulées davantage et repliées en boucles qui sont serrées les unes contre les autres. Cette dernière étape de l’échafaudage produit les chromosomes observables en métaphase de mitose ou de méiose.
Le processus qui crée les fibres de 30 nm est appelé superenroulement. Le superenroulement utilise l’application d’une tension pour tordre une molécule d’ADN, de sorte qu’elle s’enroule sur elle-même, créant ainsi des boucles.
Même avec un microscope, les chromosomes individuels ne sont clairement visibles dans le noyau que pendant le processus de division cellulaire (soit la mitose ou la méiose). Cela s’explique par le fait que la chromatine qui constitue les chromosomes est des centaines, voire des milliers, de fois moins condensée pendant l’interphase que lorsque la cellule se divise activement.
- Avant qu’une cellule eucaryote ne se divise, chaque chromosome se duplique, formant deux chromatides sœurs identiques jointes dans le sens de la longueur avec leur connexion la plus forte au centromère.
- Les cellules somatiques des organismes eucaryotes à reproduction sexuée sont diploïdes, c’est-à-dire qu’elles possèdent 2 jeux de chromosomes homologues.
- Les télomères protègent les extrémités des chromosomes, et ils se raccourcissent chaque fois qu’une cellule se divise.
- Les chromosomes eucaryotes et procaryotes diffèrent par leur forme, leur taille, leur nombre et leur emplacement dans la cellule.
- Biologie du corps visible
Avant qu’une cellule eucaryote ne se divise, chaque chromosome se duplique, formant deux chromatides sœurs identiques jointes dans le sens de la longueur avec leur connexion la plus forte au centromère.
Avant le début de la mitose, l’ADN d’une cellule se réplique, réalisant une copie identique de chaque chromosome.
C’est au cours de la mitose ou de la méiose que l’on peut observer les structures en forme de X que l’on imagine habituellement lorsqu’on pense aux chromosomes.
Chacun de ces chromosomes en forme de X est constitué de deux chromatides sœurs identiques. Fondamentalement, vous pouvez penser qu’une chromatide est une copie d’un chromosome.
Les chromatides sœurs sont reliées entre elles par une région du chromosome appelée centromère. Au cours de la mitose, les fibres du fuseau s’attachent à cette région et finissent par séparer les chromatides sœurs pour former deux chromosomes distincts, un pour chaque cellule fille.
Le centromère divise également chaque chromatide en deux régions : le bras p et le bras q. Le bras p est le bras le plus court, et le bras q est le bras le plus long. Lorsque les généticiens décrivent l’emplacement d’un gène sur un chromosome, ils précisent le numéro du chromosome (1-22, X et Y pour les humains), le bras (p ou q) et l’emplacement du gène sur le bras.
Les cellules somatiques des organismes eucaryotes à reproduction sexuée sont diploïdes, c’est-à-dire qu’elles possèdent 2 jeux de chromosomes homologues.
Les cellules somatiques du corps humain – c’est-à-dire les cellules qui ne sont pas des gamètes, ou cellules sexuelles – possèdent chacune 46 chromosomes. Ce sont des cellules diploïdes, ce qui signifie que ces 46 chromosomes sont organisés en 23 paires. Diploïde est parfois abrégé en 2n (où n est le nombre de chromosomes différents).
Chez les humains, 22 des 23 paires de chromosomes sont des autosomes, ou chromosomes non sexuels. On parle de paires homologues car les deux chromosomes de la paire ont la même taille et la même forme et contiennent les mêmes gènes (avec potentiellement des allèles différents, qui sont des versions alternatives d’un gène). La 23e paire est constituée des chromosomes sexuels. En général, les personnes biologiquement masculines ont un génotype XY (un chromosome X et un chromosome Y), et les personnes biologiquement féminines ont un génotype XX (deux chromosomes X). La paire XX, mais pas la paire XY, est considérée comme une paire homologue.
Les cellules sexuelles, ou gamètes, des organismes eucaryotes à reproduction sexuée sont haploïdes (1n), ce qui signifie qu’elles ne possèdent que 23 chromosomes non appariés. Lorsqu’un spermatozoïde féconde un ovule, le zygote qui en résulte est diploïde ; c’est la combinaison des deux cellules sexuelles haploïdes qui fait que le zygote possède les 46 chromosomes complets. Un chromosome de chaque paire provient de l’ovule de la mère, et l’autre provient du spermatozoïde du père.
Les télomères protègent les extrémités des chromosomes, et ils se raccourcissent chaque fois qu’une cellule se divise.
Les télomères sont des régions spéciales, situées à chaque extrémité du chromosome, qui consistent en des séquences répétitives de paires de bases. Ils sont généralement décrits comme étant semblables aux bouchons en plastique situés aux extrémités des lacets de chaussures. En effet, ils protègent les extrémités des chromosomes et les empêchent de se coller aux autres chromosomes.
Cependant, la fonction la plus importante des télomères est qu’ils permettent aux cellules de se diviser sans perdre leur matériel génétique. S’il n’y avait pas de télomères, certaines paires de bases seraient perdues à chaque fois que la réplication de l’ADN a lieu. Heureusement, ce sont les télomères, et non les gènes, qui raccourcissent à chaque division cellulaire. Par exemple, les télomères des cellules humaines perdent généralement entre 30 et 200 paires de bases chaque fois qu’une cellule se divise.
Normalement, une cellule du corps humain peut se diviser environ 50 à 70 fois avant de devenir sénescente (inactive, ne se divisant plus) ou de mourir. Avec l’âge, les télomères situés aux extrémités des chromosomes se raccourcissent progressivement.
Une enzyme spéciale appelée télomérase ajoute des télomères aux extrémités des chromosomes répliqués, ce qui signifie que les cellules ayant un niveau accru de cette enzyme – comme les spermatozoïdes et les ovules, ou certaines cellules cancéreuses – peuvent se diviser plus fréquemment.
Les chromosomes eucaryotes et procaryotes diffèrent par leur forme, leur taille, leur nombre et leur emplacement dans la cellule.
Voici comment les caractéristiques des chromosomes eucaryotes se comparent à celles des chromosomes procaryotes :
| Chromosome eucaryote | Chromosome procaryote | |
|---|---|---|
| Forme | Linéaire | Circulaire |
| Taille | Grand | Petit |
| Nombre | Multiple | Simple |
| Localisation | Nucléus | Nucléoïde (région dans le cytoplasme) |
| Protéines de stockage | Histones | Protéines associées au nucléoïde |
| Protéines associées au nucléoïde | ||
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