L'ADN à l'intérieur d'une cellule est organisé de manière à ce qu'il s'intègre bien dans la petite taille d'une cellule. Son organisation facilite également la séparation facile des chromosomes corrects pendant la division cellulaire. Le degré auquel l'ADN est étroitement enveloppé peut également affecter les gènes qui sont activés ou désactivés, en affectant la capacité de certaines protéines à se lier à l'ADN.
Structure de l'ADN
L'ADN est un grand complexe, composé de plusieurs blocs de construction, connus sous le nom de nucléotides. Ces nucléotides se lient ensemble pour former des brins d'ADN. Ces brins peuvent alors s'apparier, à partir de séquences complémentaires des nucléotides. L'appariement de ces brins forme ce que l'on appelle une structure à double hélice. La double hélice d'ADN est ensuite enroulée autour de certaines protéines appelées histones. Cela permet à l'ADN d'être plus étroitement enveloppé et donc occuper moins d'espace dans la cellule. L'ADN peut encore se condenser lorsque les histones se rapprochent les uns des autres. Cet enroulement encore plus serré de l'ADN provoque la formation de chromosomes serrés ou condensés.
Condensation du chromosome
Pendant la plus grande partie de la vie d'une cellule, l'ADN n'est enroulé que vaguement autour du histones et n'est pas sous la forme chromosomique condensée. L'enroulement plus serré, ou la condensation, des chromosomes se produit seulement pendant la mitose, le processus de division cellulaire. Au cours de la mitose, les chromosomes se condensent de sorte que chaque chromosome est une unité distincte. Avant la mitose, la cellule copie son ADN de sorte qu'il contienne deux copies de chaque chromosome. Les chromosomes s'alignent au milieu de la cellule au cours de la mitose, les paires de chromosomes étant les unes à côté des autres. Lorsque la cellule se divise, une copie va à chacune des cellules résultantes. Si les chromosomes ne s'alignent pas correctement, des anomalies génétiques graves peuvent survenir, ce qui peut entraîner la mort de la cellule ou le cancer. La condensation de l'ADN en chromosomes serrés rend plus efficace le processus d'alignement et de séparation des chromosomes pendant la mitose.
Comment exprimer un gène
L'expression d'un gène ou le processus d'activation d'un gène, est un processus complexe. Il implique la liaison de certaines protéines, connues sous le nom de facteurs de transcription, à la partie du gène qui régule son expression. La plupart des facteurs de transcription favorisent l'expression d'un gène; Cependant, certains facteurs de transcription empêchent l'expression d'un gène, c'est-à-dire l'arrêt de l'expression. Lorsqu'un facteur de transcription active un gène, une protéine appelée ARN polymérase se déplace le long de l'ADN et forme une séquence complémentaire d'ARN, qui devient alors une protéine.
Effet sur l'expression génétique
La façon dont l'ADN est enveloppé peut affecter l'expression des gènes, ou quels gènes sont activés. Lorsque les chromosomes sont étroitement condensés, l'ADN est enveloppé très étroitement, ce qui rend difficile la liaison des facteurs de transcription à l'ADN. Lorsque l'ADN est moins étroitement enroulé autour des histones, les histones eux-mêmes peuvent affecter l'expression des gènes. Des modifications, telles que la liaison de groupes phosphate, peuvent se produire sur les histones et ces modifications peuvent amener l'ADN à se lier plus ou moins étroitement aux histones. Les régions de l'ADN qui ne sont que faiblement liées aux histones sont plus accessibles aux facteurs de transcription et à l'ARN polymérase, rendant ces gènes plus faciles à activer. Cependant, lorsque l'ADN est lié plus étroitement aux histones, il est plus difficile pour les facteurs de transcription et l'ARN polymérase de se lier à l'ADN, ce qui rend plus probable l'arrêt de ces gènes.
