Condensation d’ADN-wikipedia

Sous Condensation de l’ADN Comprendre le processus de compression (condensation) des molécules d’ADN in vitro ou in vivo. Les détails de l’emballage d’ADN sont d’une importance essentielle pour leur fonction dans le processus de régulation génétique dans les systèmes vivants.

Le diamètre de l’ADN est d’environ 2 nm, tandis que la longueur d’une molécule unique étirée est jusqu’à plusieurs dizaines de centimètres selon l’organisme. Chez l’homme, la longueur de l’ADN comprend deux mètres. De nombreuses caractéristiques de l’ADN double hélice contribuent à leur grande compacité, y compris les propriétés mécaniques du squelette du sucre-phosphate, le rejet électrostatique entre les phosphates, les effets entre les bases de chaque brin individuel et interactions brin-brin-brin. L’ADN est l’un des polymères naturels les plus compacts et les plus condensés, mais aussi l’une des molécules les plus longues. ^[d’abord] La condensation de l’ADN est généralement définie comme “l’effondrement des chaînes d’ADN étendues à des particules compactes et ordonnées qui ne contiennent qu’une ou quelques molécules”. ^[2] Cette définition répond à de nombreuses situations in vitro et se rapproche également de la définition de la condensation de l’ADN dans les bactéries: “Acceptation d’un état compact relativement concentré qui prend une fraction du volume disponible”. ^[3] La longueur d’ADN (environ 2 mètres) et le nombre d’acteurs impliqués sont beaucoup plus importants chez les eucaryotes, et une molécule d’ADN forme des millions de nucléosomes, qui n’est que le premier de nombreux niveaux de package d’ADN.

En virus [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Dans les virus et les bactériophages, l’ADN ou l’ARN est entouré d’un capuchon protéique qui forme une sorte de couverture, qui est parfois également entourée d’une membrane lipidique. L’ADN double brin dans les virus d’ADN est stocké à l’intérieur du capuchon sous la forme d’une bobine, qui peut avoir différents types de virages qui conduisent à différents types de pack cristallin liquide. Ce pack peut changer dans différentes phases de la fonction phage de l’hexagonal au cholestérol à l’isotrope. Bien que les doubles hélices soient toujours orientées localement, l’ADN n’est pas de véritables cristaux liquides à l’intérieur des virus, car il manque de liquide. D’un autre côté, le in vitro ADN condensé, par ex. B. à l’aide de polyamines, qui sont une composante à fermeture unique des virus, à la fois organisée localement et liquide. ^[d’abord]

En bactéries [ Modifier | Modifier le texte source ]]

L’ADN bactérien est rempli à l’aide de polyamines et de protéines, les protéines dites associées à nucléoïdes. Les protéines H-NS et HU doivent être mentionnées dans les bactéries des protéines associées aux nucléoïdes, car elles constituent la majorité des protéines du chromosome bactérien. La première protéine fonctionne de manière analogue aux histones des eucaryotes, tandis que HU ressemble plutôt aux protéines du groupe à haute mobilité. Les deux protéines entrent en liens et forment ainsi un complexe qui peut être comparé au nucléosome eucaryote. L’ADN associé aux protéines occupe environ 1/4 du volume intracellulaire et forme une phase de viscose concentrée avec des propriétés crystallines liquides, l’équivalent dite nucléoïde ou noyau. Un emballage d’ADN similaire est également disponible dans les chloroplastes et les mitochondries. Le développement de la nucléoïde bactérienne est un niveau intermédiaire technique entre l’emballage d’ADN sans protéines dans les virus et l’emballage déterminé par les protéines chez les eucaryotes. ^[d’abord]

Sœur chomatides dans la bactérie Escherichia coli sont causés par des conditions de stress pour se condenser et s’accoupler. La condensation induite par le stress a lieu à travers une convergence non aléatoire et de type zipper des chromatides soeurs. Cette convergence semble traîner à la capacité de molécules d’ADN double brin identiques, à se reconnaître spécifiquement; Un processus qui culmine près des chromosomes appariés près des homologues. Différentes conditions de stress semblent être en mesure d’utiliser des bactéries pour maîtriser efficacement les dommages lourds de l’ADN tels que les ruptures à double brin. L’attachement des homologues, qui est associé aux chromosomes liés au stress des chromosomes, aide à expliquer comment la réparation des ruptures à double brin et d’autres dégâts ont lieu. ^[4]

Dans les eucaryotes [ Modifier | Modifier le texte source ]]

→ Article principal: Chromatine

L’ADN eucaryote avec une longueur typique de plusieurs dizaines de centimètres doit être parfaitement emballé afin d’être facilement accessible dans le noyau cellulaire de taille micrométrique. Dans la plupart des eucaryotes, l’ADN est disposé dans le noyau cellulaire (noyau) à l’aide d’histones. Dans ce cas, le niveau de base de la compression de l’ADN est le nucléosome, dans lequel la double hélice est enroulée autour de l’Oktamer de l’histon, qui contient deux copies de l’histone H2A, H2B, H3 et H4. Une histone, la protéine H1 H1, se lie à l’ADN entre les nucléosomes et facilite l’emballage de la chaîne de nucléosomes de 10 nm dans une fibre de 30 nm plus condensée. La plupart du temps entre les divisions cellulaires, la chromatine est optimisée de manière à ce que les facteurs de transcription aient un léger accès aux gènes actifs, qui se caractérisent par une structure moins compacte. Pendant la division cellulaire, la compression de la chromatine (hétérochromatine) augmente encore plus pour former des chromosomes qui peuvent résister aux grandes forces mécaniques (appareil de broche), qu’ils se déplacent dans chacune des deux cellules filles. De nombreux aspects de la transcription sont contrôlés par des modifications chimiques à la protéine d’histon, qui sont connues sous le nom de code histone. ^[d’abord]

L’échafaudage chromosomique joue un rôle important dans la maintenance de la chromatine dans des chromosomes compacts. Le cadre chromosomique est constitué de protéines telles que la condensine, la topoisomérase IIα et le membre de la famille Kinesine 4 (KIF4). ^[5]

1. ↑ ^{un b c d} Vladimir B. Teif, Klemen Bohinc: ADN condensé: condensation des concepts . Dans: Progrès en biophysique et biologie moléculaire (= Coulage de contraction musculaire à l’excitation: éléments et intégration ). Groupe 105 , Non. 3 , 1. Le 2011, ISSN 0079-6107 , S. 208–222 , est ce que je: 10.1016 / j.pbiomolbio.2010.07.002 , PMID 20638406 ( ScienceDirect.com [Consulté le 15 juillet 2022]).
2. ↑ V. A. Bloomfield: Condensation de l’ADN par des cations multivalents . Dans: Biopolymères . Groupe 44 , Non. 3 , 1997, ISSN 0006-3525 , S. 269–282 , est ce que je: 10.1002 / (SICI) 1097-0282 (1997) 44: 3 <269 :: AID-BIP6> 3.0.co; 2-T , PMID 9591479 .
3. ↑ Steven B. Zimmerman, Lizabeth D. Murphy: La surpeuplement macromoléculaire et la condensation obligatoire de l’ADN chez les bactéries . Dans: Lettres de FEB . Groupe 390 , Non. 3 , 29 juillet 1996, S. 245–248 , est ce que je: 10.1016 / 0014-5793 (96) 00725-9 .
4. ↑ Anailias, Hyona Man, All Hons, Hame, Hamle, Badrud, Yyanyon :: La condensation induite par le stress des génomes bactériens entraîne un re-paire des chromosomes sœurs: implications pour la réparation de rupture d’ADN à double brin . Dans: Le Journal of Biological Chemistry . Groupe 288 , Non. 35 , 30. août 2013, ISSN 1083-351X , S. 25659–25667 , est ce que je: 10.1074 / jbc.m113.473025 , PMID 23884460 , PMC 3757227 (Texte complet gratuit).
5. ↑ Rawin Poonperm, Hideaki Takata, Tohru Hamano, Atsushi Matsuda, Susumu Uchiyama: L’échafaudage chromosomique est un assemblage double brin de protéines d’échafaudage . Dans: Rapports scientifiques . Groupe 5 , Non. d’abord , 1. juillet 2015, ISSN 2045-2322 , S. 11916 , est ce que je: 10.1038 / srep11916 .