Les chromosomes dans le noyau

M1 PSIEFI AMIENS 2011/2012 – UE Altérations génomiques – Pr H COPIN - Le chromosome
Le chromosome
1 Historique
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1891 D. von Hanseman fait les premières observations et les premiers
dénombrements de chromosome dans des cellules humaines. Le nombre de
chromosome reste très flou (18, 24, 40…) et est sujet à controverses
1910 Branca définit le nombre somatique normal à 48 chromosomes
1919 à 1956 on a des améliorations des techniques… MAIS personne n’ose
remettre en cause ce nombre définit de 48 chromosomes
1921 -23 Painter décrit le chromosome Y et dit qu’il n’a compté que 46
chromosomes sur une mitose mais ça ne va pas plus loin
1952 Hsu découvre le choc hypotonique
1956 A la suite de cette découverte, deux cytologistes Albert Levan et Joe Hin
Tjio, déterminent le nombre de 46 chromosomes
1959 J Lejeune, Gauthier et Turpin la cytogénétique devient une discipline
médicale !
o Description de la trisomie 21
o En réalité chromosome 21 devrait être appelé 22 car il est plus petit, mais à
l’époque la différence état indétectable.
1960 Peter Nowell la phytohémagglutinine (prolifération de lymphocytes,
possibilité de faire des caryotypes à partir de prise de sang)
2 Généralités
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Cycle cellulaire environ 17h
Les chromosomes ne sont visibles que pendant la mitose
Mitose environ 1h
o Prophase  condensation
o Pro métaphase  disparition de l’enveloppe nucléaire
o Métaphase  maximum de condensation, alignement des chromosomes sur
la plaque équatoriale
o Anaphase  migration
o …
Pendant le reste du temps : interphase les chromosomes sont dans le noyau
associés à des protéines  chromatine
o Euchromatine  décondensée, expression génique
o Hétérochromatine  condensée, répression génique
Entre 25 et 30 000 gènes, seul 2000 sont indispensables à la survie cellulaire
(gènes de ménage)
Composition nucléaire :
o DNA 1/4
o Histones 1/4
o Protéines non histone 1/2
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Cellule : 10 – 20 µ de diamètre
Environ 1 m DNA par lot haploïde
Longueur totale d’un lot haploïde de chromosome 115 µ (pouvoir de séparation de
l’œil 200 µ)
Histones :
o H1, H2A, H2B, H3 et H4
o Riche en Lys et Arg donc basique (chargé -)
o Nucleosome = octamère (2 dimers H2A/H2B + 1 tetramer H3/H4) + DNA
 168 pb
o H1 sert de liaison entre les nucléosomes, et contrôle lé dégrée de
condensation de la chromatine
DNA 2 nm  Nucléosome 11 nm  Fibre de chromatine 30 nm  Chromosome
300 nm  700 nm  Chromosome métaphasique 1400 nm
Gènes des rRNA sur bras court des chromosomes acrocentrique (13, 14, 15, 21 et
22), information redondante
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4 Techniques de banding
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1970 Caspersson, qui utilise la moutarde de quinacrine pour individualiser chaque
chromosome par l'apparition de bandes caractéristiques : les bandes Q
o 1970 conférence international à Paris (un temps malheureusement révolu ou
la France forte n’était pas seulement un slogan de campagne…)
o Problème de cette technique il faut un microscope à fluorescence pour voir
les bandes (fluo à UV)
D'autres techniques sont rapidement mises au point : banding G (Seabright, 1971),
banding R (Dutrillaux et Lejeune, 1971), banding C (Sumner et al., 1971), banding
NOR (Howell et al., 1975).
Chromosome = DNA + Protéines, si on enlève les protéines on fait apparaitre de
nouvelles bandes :
o Dénaturation thermique  Bandes R (Reverse de G)
o Dénaturation chimique (trypsinisation)  Bande G (Giemsa)
Technique R est mieux par ce que d’abord elle est française ^^ et ensuite elle
permet de voir les extrémités des chromosomes.
Les techniques de banding usuels permettent de définir 300 à 400 bandes par
génome haploïde avec une résolution d'environ 7 à 10x106 pb par bande. De
nombreuses délétions, duplications et translocations peuvent être détectées à ce
niveau de résolution.
La technique de "haute résolution" sur chromosome pro métaphasique, mise au
point par Yunis en 1976, permet encore d'améliorer la définition cytogénétique des
chromosomes. Les techniques en haute résolution de 500 à 2000 bandes par
génome haploïde avec une résolution d'environ 1 à 5x106 pb par bande permettent
maintenant la détection des microdélétions et microduplications. Elles ont conduit à
la description d'une nouvelle pathologie chromosomique : les syndromes de
microdélétions et microduplications
5 Classification des chromosomes
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Les autosomes sont classés dans un ordre de taille décroissante et numérotés de 1
à 22.
Les gonosomes, ou chromosomes sexuels, sont les chromosomes X et Y.
La formule chromosomique est : 46,XX chez la femme et 46,XY chez l'homme.
Les bras chromosomiques sont désignés respectivement par p pour le bras court et
q pour le bras long.
Index centrométrique = p / p+q
Classés en 7 groupes, en fonction de leur taille et de la position du centromère :
o groupe A grands chromosomes métacentriques : chromosomes 1 à 3
o groupe B grands chromosomes sub-métacentriques : chromosomes 4 et 5
o groupe C taille moyenne, (sub) métacentrique : chromosomes 6 à 12 et
chromosome X
o groupe D taille moyenne, acrocentrique : chromosomes 13 à 15
o groupe E petits sub-métacentriques : chromosomes 16 à 18
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o groupe F très petits, métacentriques : chromosomes 19 et 20
o groupe G très petits, acrocentriques : chromosomes 21, 22 et chromosome
Y.
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