14 octobre 2015 PARELLO Prescyllia L2 Médecine

GENETIQUE MEDICALE – Le support de l'information génétique - chromosomes et chromatine.
Particularité des chromosomes sexuels / Inactivation du chromosome X
14 octobre 2015
PARELLO Prescyllia L2 Médecine
Génétique médicale
CR : Nyl CHEMLI
Pr H. ZATTARA
20 pages
Le Support de l'Information génétique – chromosomes et chromatine.
Particularité des chromosomes sexuels / Inactivation du chromosome X
A. Chromosomes & chromatine :
I. Historique et généralités :
C'est en 1888 que Waldeyer a découvert la structure de l’ADN ainsi que la chromatine et les chromosomes. Puis
Tixo et Levan ont ensuite obtenu le premier caryotype en 1956. La première anomalie décrite fut la trisomie 21
en 1959 par Lejeune.
Ensuite, en 1970 apparaît les techniques d'identification des chromosomes ; avec les techniques de haute
résolution (en 1980). En 1990, on a mis en place la cytogénétique moléculaire permettant de mettre en relation
l'ADN et le chromosome. En 2000, il y a apparition des techniques d'hybridation génomique comparative.
II. De l'ADN aux chromosomes :
1. La structure du chromosome :
Définitions :
•La chromatine (khroma = couleur) est une substance contenue dans le noyau des eucaryotes qui
présente une très forte affinité pour les colorants.
•Les chromosomes (khroma = couleur ; soma = corps) sont des unités distincts de la chromatine,
visibles seulement dans le noyau mitotique, donc quand la cellule est en mitose.
1/20
Plan
A. Chromosomes & chromatine :
I. Historique et généralités
II. De l'ADN aux chromosomes
B. Inactivation du chromosome X
I. Pourquoi inactiver les gènes liés à X ?
II. Historique
III. Mécanismes d'actions
IV. Caractéristiques de l'inactivation de l'X
V. Comment fonctionne l'inactivation de X ?
VI.Maintien de l'inactivation
VII. Inactivation de X pathologique

GENETIQUE MEDICALE – Le support de l'information génétique - chromosomes et chromatine.
Particularité des chromosomes sexuels / Inactivation du chromosome X
En ce qui concerne l'ADN : chaque noyau cellulaire humain contient 46 molécules linéaires d'ADN et il y a
des centaines voire des milliers de molécules circulaires d'ADN dans le cytosol, c'est ce qu'on appelle l'ADN
mitochondrial.
Rappel fondamental : la chromatine est spécifique des cellules eucaryotes. En effet, chez les procaryotes, il
n'y a pas de compartiment nucléaire individualisé, pas de chromatine, l'ADN est ainsi nu et porte le message
héréditaire.
Chez les eucaryotes, l'ADN est empacté dans un complexe nucléoprotéique que l'on appelle la chromatine, et
cette chromatine est localisée dans un compartiment cellulaire individualisé, le noyau. De plus, c'est la
chromatine qui porte le message héréditaire.
Concernant la compaction et l'accessibilité, il y a environ 2 mètres d'ADN dans chaque cellule qui doivent être
contenu dans un noyau de quelques microns de diamètre. Il faut que l'ADN soit compacté pour être dans les
chromosomes. Ce système est très organisé, cela ne se fait pas au hasard.
En plus de cet énorme degré de compaction, l'ADN doit être rapidement accessible afin de permettre son
interaction avec les machineries protéiques régulant les fonctions de la chromatine :
•La réplication.
•La réparation.
•La recombinaison.
La chromatine et le chromosome comportent tous les deux de l'ADN mais l'ADN n'a pas la même forme ni la
même fonction suivant s'il est dans le chromosome ou dans la chromatine.
La chromatine est formé de plusieurs molécules d'ADN alors que le chromosome est l'unité physique du
matériel génétique et va contenir une molécule d'ADN (2 en phase G2,).
L'Homme a 46 chromosomes (donc 46 molécules d'ADN) ; le chromosome contient une partie de l'information
génétique, ce qui la distingue de la chromatine qui contient l'ensemble de l'information génétique. Le
chromosome mitotique est composé de deux chromatides (contenant 1 molécule d'ADN chacune) et d'un
centromère.
2/20

GENETIQUE MEDICALE – Le support de l'information génétique - chromosomes et chromatine.
Particularité des chromosomes sexuels / Inactivation du chromosome X
2. Structure de la chromatine :
Globalement, la chromatine paraît hétérogène.
•Grâce à des colorations histologiques + microscope optique (Heitz 1928), on a pu observé la
chromatine comme un réseau à l'aspect très hétérogène.
•Mais si on regarde avec un microscope électronique avec diffraction aux rayons X, on confirme bien
qu'il existe des fibres ayant des diamètres variables en fonction du cycle cellulaire et de la région
chromosomique observée.
Lorsque l'on observe en microscopie optique, la chromatine a deux aspects :
•Condensé.
•Dispersée.
On remarque que l'hétérochromatine est très coloré par rapport à l'euchromatine qui est peu coloré.
Il y a donc une corrélation entre l'aspect morphologique et fonctionnel :
•La chromatine dense correspond à l'hétérochromatine.
•La chromatine dispersée correspond à l'euchromatine.
HETEROCHROMATINE EUCHROMATINE
•C'est la chromatine condensée (80% de la
chromatine totale).
•C'est la zone sombre.
•Transcriptionnellement inactive ou peu active.
•Il existe deux types :
◦L'hétérochromatine constitutive : elle se
trouve au niveau de la région
centromérique et de la constriction
secondaire des chromosomes 1, 9, 16.
◦L'hétérochromatine facultative : qui
correspond au chromosome X inactif ou à
la bande G.
•C'est la chromatine dispersée (20% de la
chromatine totale).
•C'est la zone claire.
•Il y a une réplication précoce.
•Elle est transcriptionnellement active.
•Elle se situe au niveau de la bande R.
L'hétérochromatine constitutive est retrouvée dans les chromosomes mitotiques au niveau :
•Des centromères.
•Des constrictions secondaires des chromosomes 1, 9, 16.
•De la région télomérique, de taille variable, du bras long (q) du chromosome Y.
•Des satellites des chromosomes acrocentriques.
•Des télomères.
Elle est constituée de séquences hautement répétées formant ce qui est communément appelé l'ADN satellite.
L'hétérochromatine facultative contient en généralement des gènes éteints (des gènes qui ne sont pas
exprimés dans le type cellulaire donné mais qui sont exprimés dans d'autres types cellulaires, participant dans
ce cas à la formation de l'euchromatine).
Elle participe à la régulation de l'expression des gènes en assurant un dosage correct (inactivation du
chromosome X pour la femme).
3/20

GENETIQUE MEDICALE – Le support de l'information génétique - chromosomes et chromatine.
Particularité des chromosomes sexuels / Inactivation du chromosome X
Murray L Barr (1908 – 1995) est un médecin canadien qui a décrit en premier, en 1948, la structure nucléaire
qui sera ultérieurement nommé « le corpuscule de Barr » et qui correspond à un chromosome X inactif
(hétérochromatine facultative).
3. La structure de la chromatine en microscopie électronique :
On retrouve une fibre de 11nm en aspect de collier de perles. Cela correspond à de la chromatine active.
Le collier de perles correspond à un enchaînement de nucléosomes. Le nucléosome est une sous-unité
élémentaire / fondamentale de la chromatine, formée d'une particule « coeur » et d'une région de liaison.
•La particule cœur : elle a un diamètre de 11nm, l'ADN est associé à un octamère d'histone (H2A +
H2B + H3 + H4). L'ADN va faire deux tours de l'octamère, correspondant à 147pb.
•ADN de liaison : taille variable selon les espèces.
4/20

GENETIQUE MEDICALE – Le support de l'information génétique - chromosomes et chromatine.
Particularité des chromosomes sexuels / Inactivation du chromosome X
De plus, en microscopie optique, on observe un aspect de grains ou de courts filaments : ce sont les fibres
chromatiennes (nucléosomes + lien).
Puis, au microscope électronique, on observe des fibres plus larges avec des bouts plus serrés selon les
régions. Ces fibres font 30nm de diamètre et quand on les observe de plus près, on se rend compte qu'il y a
des nucléosomes qui se sont rapprochés et sont les uns à côté des autres pour former un solénoïde.
Dans ce cas, la chromatine sera réprimée ou inactive. Cette organisation ne se fait pas au hasard, c'est assez
structuré.
Formation des fibres de chromatine : il existe plusieurs niveaux de compaction de l'ADN, correspondant à des
niveaux d'activité transcriptionnelle différents.
Pour les fibres de diamètre supérieur à 30nm, il y a mise en jeu des protéines non – histones :
•Repliement en boucles autour d'un axe imaginaire : Cela formera des fibres d'environ 250 – 300nm.
◦Protéines non – histones (troponine II, lamines, scaffold proteine, …).
◦La chromatine est inactive donc transcription impossible.
5/20