I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 2- LES CHROMOSOMES ET LE COMPLEXE CENTROMERE - KINETOCHORE

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1 I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 2- LES CHROMOSOMES ET LE COMPLEXE CENTROMERE - KINETOCHORE 2.1- Organisation de la chromatine interphasique. Particularités de l ADN centromérique 2.2- Recrutement des cohésines lors de la réplication 2.3- Processus de condensation des chromosomes. Rôle des kinases Cdk et Aurora. Restriction des cohésines au centromère 2.4- Définition, structure et rôles biologiques du kinétochore 2.5- Les protéines centromériques (CENP), centromères actifs et inactifs 2.6- Fonctionnement schématique du centromère chez S. cerevisiae 2.7- Organisation de l'adn centromérique humain

2 Régions de la chromatine interphasique -dense: hétérochromatine -claire: euchromatine -nucléole

3 Niveau 1 d organisation de la chromatine: les nucléosomes

4 Les différents types d histones Nucléosomes: 4 types d histones de coeur Histones H2A, H2B, H3 et H4 L ADN est enroulé autour des nucléosomes 1.8 tours soit 146 paires de bases par nucléosome Histone H1 histone de liaison Relie les nucléosomes adjacents. 168 paires de bases par unité Fibre de 10 nm

5 Niveau 2: la fibre de 30 nm

6 Niveau 3 les boucles de chromatine La fibre de 30 nm est organisée en boucles surenroulées ( kpb) Les boucles sont amarrées à la matrice nucléaire Certaines régions de l ADN sont associées à la matrice Régions riches en AT : Matrix Associated Region Incluant l ADN-α satellite et d autres régions d ADN non codant

7 Protéines de Scaffold Matrice nucléaire Réseau protéique fibreux Support pour les ARN polymérases, enzymes de maturation des ARN, réplication de l ADN. Topoisomerase II Lamina nucléaire Les lamines lient les télomeres et l ADN α satellite du centromère Observation du scaffold après digestion de l ADN et élution des histones

8 Localisation des chromosomes 18 et 19 humains par peinture chromosomique en mitose et en interphase

9 Niveau 4: le chromosome mitotique La chromatine est encore organisée en boucles: les protéines Condensines organisent les boucles de chromatine Le Centromère est un site de condensation particulier Contient l ADN α-satellite Est associé aux protéines du kinétochore

10 Condensation des chromosomes mitotiques par les condensines (ATPases)

11 (condensines)

12 Chaque chromosome contient un centromère, deux télomères, et de nombreuses origines de réplication cohésines chromatide

13 Les différentes régions du chromosome se répliquent à des moments différents durant la phase S: Euchromatine: précoce Hétérochromatine: tardive Analyse d un chromosome mitotique. Zones blanches : sites d incorporation de BrdU au cours d un pulse réalisé en phase S (précoce, milieu, fin)

14 I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 2- LES CHROMOSOMES ET LE COMPLEXE CENTROMERE - KINETOCHORE 2.1- Organisation de la chromatine interphasique. Particularités de l ADN centromérique 2.2- Recrutement des cohésines lors de la réplication 2.3- Processus de condensation des chromosomes. Rôle des kinases Cdk et Aurora. Restriction des cohésines au centromère 2.4- Définition, structure et rôles biologiques du kinétochore 2.5- Les protéines centromériques (CENP), centromères actifs et inactifs 2.6- Fonctionnement schématique du centromère chez S. cerevisiae 2.7- Organisation de l'adn centromérique humain

15 Recrutement des cohésines chez la levure S. cerevisiae D après K. Nasmyth, 2001

16 Les cohésines sont des protéines SMC apparentées aux condensines condensine cohésine Condensation d une molécule d ADN Condensation et cohésion des deux chromatides (bleu clair et bleu foncé) D après K. Nasmyth, 2001

17 I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 2- LES CHROMOSOMES ET LE COMPLEXE CENTROMERE - KINETOCHORE 2.1- Organisation de la chromatine interphasique. Particularités de l ADN centromérique 2.2- Recrutement des cohésines lors de la réplication 2.3- Processus de condensation des chromosomes. Rôle des kinases Cdk et Aurora. Restriction des cohésines au centromère 2.4- Définition, structure et rôles biologiques du kinétochore 2.5- Les protéines centromériques (CENP), centromères actifs et inactifs 2.6- Fonctionnement schématique du centromère chez S. cerevisiae 2.7- Organisation de l'adn centromérique humain

18 Micrographie d un chromosome mitotique de cellule humaine

19 Recrutement contrôlé des condensines sur l ADN Les Condensines sont activées par phosphorylation via les Cdk (cyclin dependent kinase) Elles se lient à la chromatine contenant les histones phosphorylées : phospho-h3 (kinase Aurora-B) et phospho-h1 (kinase Cdk) CDK P condensines H1 H3 histones P CDK Aurora-B P P