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Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Stanford University Chromatine et chromosomes Stanford University Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 I. De la chromatine aux chromosomes II. La compaction de l’ADN 1. Le premier niveau de repliement 2. Le second niveau de repliement 3. Les niveaux de repliements supérieurs 4. L’intérêt du repliement de la molécule d’ADN III. La relation entre cycle cellulaire et chromatine 1. L’organisation fonctionnelle de la chromatine 2. L’euchromatine 3. L’hétérochromatine IV. La réplication des chromosomes Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 V. La mitose 1. Le cycle du centrosome 2. La prophase 3. La prométaphase 4. La métaphase 5. L’anaphase 6. La télophase 7. La cytodiérèse VI. La surveillance de l’attachement correct des chromosomes VII. Le contrôle de l’entrée en mitose Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Contenu du noyau génome Noyau Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine Une cellule eucaryote Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Génome humain 3x109 paires de nucléotides Noyau Chromosome Cellule Molécule d’ADN Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Génome humain 3x109 paires de nucléotides Molécules ADN Environ 2 m Repliement ou compaction noyau Quelques µm Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Molécule d’ADN + Protéines = Chromatine Chromosome : condensation max. fibre de chromatine en métaphase Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Premier niveau de repliement Molécule d’ADN Histones Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Premier niveau de repliement (suite) ADN Octamère d’Histones = 2x H2A, 2x H2B, 2x H3, 2x H4 Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Premier niveau de repliement (suite) Octamère d’ Histones Lien nucléosomique ADN Schéma d’après Génétique moléculaire et évolutive, Harry Eds : Maloine Nucléosome Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Premier niveau de repliement (suite) Molécule d’ADN enroulée autour d’octomères d’histones Nucléofilament Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Second niveau de repliement Solénoïde : fibre 30 nm diamètre Chaque tour d’enroulement : 6 nucléosomes Histone H1 Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Résumé sur les premiers niveaux d’enroulement Molécule d’ ADN Nucléofilament Solénoïde Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Niveaux de repliements supérieurs Solénoïde Nucléofilament + Molécules non–histones Boucles/tours Chromosome métaphasique Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Repliement de l’ADN Réduit l’encombrement de la molécule d’ADN Permet la réplication, la transcription, la réparation, la recombinaison Aboutit à une structure dynamique Est lié au cycle cellulaire Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Chromatine = ADN + Protéines Chromosomes : portent information génétique Chromosomes : cyclent en accord avec le cycle de division cellulaire Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Mitose hétérochromatine euchromatine Interphase 90% Cycle cellulaire Noyau en interphase Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Euchromatine •Décondensée en interphase •Accessible aux facteurs de transcription •Chromatine fonctionnelle Portion de noyau Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Hétérochromatine •Condensée en interphase •Chromatine non transcrite Portion de noyau Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Télomères Hétérochromatine centromère Constitutive Séquences ADN répétées Non transcrite Télomères Facultative Inactivation complète mais temporaire Peut différer d’une cellule à l’autre Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Avant qu’une cellule se divise, elle fabrique une nouvelle copie de chacun de ses chromosomes 2 exemplaires Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Cellule mère Cellules filles Phase G2 Interphase 90% Phase G1 Phase S Les phases du cycle cellulaire Interphase •phase de croissance cellulaire •Subdivisée en phases G1, S et G2 •ADN répliqué en phase S Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Cellule mère Cellules filles Phase G2 Phase S ADN répliqué Interphase 90% Phase G1 Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Phase G2 2n chromosomes 4C ADN Synthèse facteurs SMC Phosphorylation H1, SMC Phase S Interphase 90% Phase G1 2n chromosomes 2C ADN 2n chromosomes 4C ADN Chromosomes au cours du cycle cellulaire Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Quantité d’ADN 4C 2C Temps Quantité d’ADN au cours du cycle cellulaire Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Cellule mère Cellules filles G2 Interphase 90% G1 S Les phases du cycle cellulaire Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 La mitose • caryodiérèse et cytodiérèse ou cytocinèse • mise en place du fuseau mitotique • décomposée en prophase, prométaphase, métaphase, anaphase, télophase Images : Earnshaw laboratory, Edinburgh Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Diplosome Centrosome ou MTOC Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Phase G2 Interphase 90% Duplication des centrosomes centriole pro-centriole Phase G1 Phase S Cycle du centrosome Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 La prophase Photo : Earnshaw laboratory, Edinburgh Kinétochore • Condensation de la chromatine en chromosomes Condensine • ADN n’est plus transcrit • Disparition des nucléoles Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 La prophase (suite) Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 En prophase, modifications dans le cytoplasme Réorganisation du cytosquelette Désassemblage de filaments intermédiaires et de jonctions cellulaires Interruption des synthèses protéiques Disparition de l ’appareil de Golgi Fragmentation du RE Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Photo : Earnshaw laboratory, Edinburgh La prométaphase • Rupture de l’enveloppe nucléaire • Fuseau mitotique peut alors entrer en contact avec les chromosomes • Chromosomes s’arriment aux microtubules du fuseau Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 La métaphase Photo : Earnshaw laboratory, Edinburgh • Achèvement des mouvements des chromosomes • Rassemblement à égale distance des deux pôles du fuseau mitotique • Chromosomes rassemblés dans le plan médian du fuseau mitotique Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Photo : Earnshaw laboratory, Edinburgh Fuseau mitotique Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 L‘anaphase Photos : Earnshaw laboratory, Edinburgh • Séparation des chromatides sœurs • Dégradation de la cohésine • Raccourcissement des microtubules kinétochoriens • Allongement des microtubules polaires • Deux lots de chromosomes identiques à chacun des pôles cellulaires Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 La télophase Photo : Earnshaw laboratory, Edinburgh • Arrêt de la migration des chromosomes • Décondensation des chromosomes • Reconstitution de l’enveloppe nucléaire, de l’appareil de Golgi, du RE • Réapparition des nucléoles Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Photo : Earnshaw laboratory, Edinburgh La cytodiérèse • Débute dès l’anaphase • Mise en place d’un anneau contractile (Actine, Myosine II) • Répartition des organites cellulaires Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Surveillance attachement correct des chromosomes cohésine Mad2 Séparation des chromatides séparase active cdc20 microtubule + séparase inactive APC/cdc20 sécurine séparase active entrée en anaphase u-u-u-u ubiquitine Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Contrôle entrée en mitose MPF Une cdk Une cycline Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Mécanisme de contrôle de l’entrée en mitose phosphorylation inhibitrice phosphorylation activatrice P P PP phosphatase cdk PP PP MPF inactif M G2 G1 PP PP S association avec la cdk La cycline du MPF cdk Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES 2011-2012 Inactivation du MPF déphosphorylation p P poly-ubiquitinylation MPF inactif u u u phosphorylation PP u u u ubiquitine u u u P protéolyse fin de la mitose
