Chromatine et chromosomes

Transcription

1 Stanford University Chromatine et chromosomes Stanford University

2 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

3 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

4 Contenu du noyau génome Noyau Schéma : Biologie cellulaire, Y. Bassaglia Eds Maloine Une cellule eucaryote

5 Génome humain 3x10 9 paires de nucléotides Noyau Chromosome Cellule Molécule d ADN

6 Génome humain 3x10 9 paires de nucléotides Molécules ADN Environ 2 m Repliement ou compaction noyau Quelques µm

7 Molécule d ADN + Protéines = Chromatine Chromosome : condensation max. fibre de chromatine en métaphase

8 Premier niveau de repliement Molécule d ADN Histones

9 Premier niveau de repliement (suite) ADN Octamère d Histones = 2x H2A, 2x H2B, 2x H3, 2x H4

10 Premier niveau de repliement (suite) Octamère d Histones Lien nucléosomique Nucléosome ADN Schéma d après Génétique moléculaire et évolutive, Harry Eds : Maloine

11 Premier niveau de repliement (suite) Molécule d ADN enroulée autour d octomères d histones Nucléofilament

12 Second niveau de repliement Solénoïde : fibre 30 nm diamètre Chaque tour d enroulement : 6 nucléosomes Histone H1

13 Résumé sur les premiers niveaux d enroulement Molécule d ADN Nucléofilament Solénoïde

14 Niveaux de repliements supérieurs Solénoïde Nucléofilament + Molécules non histones Boucles/tours Chromosome métaphasique

15 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

16 Chromatine = ADN + Protéines Chromosomes : portent information génétique Chromosomes : cyclent en accord avec le cycle de division cellulaire

17 Mitose Interphase 90% hétérochromatine euchromatine Cycle cellulaire Noyau en interphase

18 Euchromatine Décondensée en interphase Accessible aux facteurs de transcription Chromatine fonctionnelle Portion de noyau

19 Hétérochromatine Condensée en interphase Chromatine non transcrite Portion de noyau

20 Télomères Hétérochromatine Constitutive Séquences ADN répétées Non transcrite centromère Télomères Facultative Inactivation complète mais temporaire Peut différer d une cellule à l autre

21 Avant qu une cellule se divise, elle fabrique une nouvelle copie de chacun de ses chromosomes 2 exemplaires

22 Cellule mère Cellules filles Phase G2 Phase S Interphase 90% Phase G1 Les phases du cycle cellulaire Interphase phase de croissance cellulaire Subdivisée en phases G1, S et G2 ADN répliqué en phase S

23 Cellule mère Phase G2 Cellules filles Phase S Interphase 90% Phase G1 ADN répliqué

24 Phase G2 2n chromosomes 4C ADN Synthèse facteurs SMC Phosphorylation H1, SMC Phase S 2n chromosomes 4C ADN Interphase 90% Phase G1 2n chromosomes 2C ADN Chromosomes au cours du cycle cellulaire

25 Quantité d ADN 4C 2C Temps Quantité d ADN au cours du cycle cellulaire

26 Cellule mère Cellules filles G2 S Interphase 90% G1 Les phases du cycle cellulaire

27 La mitose caryodiérèse et cytodiérèse ou cytocinèse mise en place du fuseau mitotique décomposée en prophase, prométaphase, métaphase, anaphase, télophase Images : Earnshaw laboratory, Edinburgh

28 Diplosome Centrosome ou MTOC

29 Duplication des centrosomes Phase G2 Interphase 90% Phase G1 centriole Phase S pro-centriole Cycle du centrosome

30 La prophase Photo : Earnshaw laboratory, Edinburgh Kinétochore Condensation de la chromatine en chromosomes ADN n est plus transcrit Condensine Disparition des nucléoles

31 La prophase (suite) Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES

32 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

33 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

34 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

35 Photo : Earnshaw laboratory, Edinburgh Fuseau mitotique

36 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

37 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

38 La cytodiérèse Photo : Earnshaw laboratory, Edinburgh Débute dès l anaphase Mise en place d un anneau contractile (Actine, Myosine II) Répartition des organites cellulaires

39 cohésine Dr E. CHEVRET Chromatine Chromosomes UE2 PACES Surveillance attachement correct des chromosomes Mad2 - séparase active Séparation des chromatides cdc20 microtubule + séparase inactive APC/cdc20 séparase active entrée en anaphase sécurine u-u-u-u ubiquitine

40 Contrôle entrée en mitose MPF Une cdk Une cycline

41 Mécanisme de contrôle de l entrée en mitose phosphorylation inhibitrice phosphorylation P activatrice P P phosphatase P P P G2 M G1 cdk P P P P MPF inactif P P S cdk association avec la cdk La cycline du MPF

42 Inactivation du MPF déphosphorylation p MPF inactif poly-ubiquitinylation P P u u u ubiquitine u u u phosphorylation P P u u u protéolyse fin de la mitose