Structure chromosomique : explications détaillées

La structure chromosomique fait référence à la manière dont les fibres de chromatine sont compactées dans la cellule.

De longs brins d'ADN contenant des informations génétiques constituent les chromosomes. Les chromosomes eucaryotes sont nettement plus gros que les chromosomes procaryotes et sont des chromosomes linéaires.

L'ADN se condense en chromosomes après réplication. Après réplication, chaque chromosome est constitué d'une collection d'un ensemble de chromatides en double généralement maintenus ensemble au centre par un centromère. Le centromère est l'endroit où le kinétochore (une structure protéique qui relie les fibres du fuseau) se fixe au centromère, qui tire la sœur chromatides aux 2 opposés de la cellule après la chromatine division.

Ci-dessous, nous expliquerons le chromosome structure en détail.

Que sont les chromosomes?

Un chromosome fait référence à la molécule d'ADN compactée trouvée dans un organisme portant son information génétique.

Les chromosomes sont des structures filiformes présentes dans tous les organismes (procaryotes, eucaryotes mais pas les virus) qui transportent et délivrent des informations génétiques. Chaque chromosome est constitué d'une seule molécule de protéine et une molécule d'acide désoxyribonucléique (ADN), mais il peut parfois aussi s'agir d'ARN.

800px Chromosome.svg
Chromosome eucaryote pendant la métaphase montrant ses parties (1) Chromatide (2) Centromère (3) Bras court (4) Bras long
Image: Wikipédia

 L'ADN se transmet d'une génération à l'autre et porte les instructions et informations précises qui distinguent chaque être vivant de l'autre. Viral les chromosomes diffèrent de ceux des procaryotes et des eucaryotes dans sa forme et sa position.

ADN (acide désoxyribonucléique) (chromosomes de virus non vivants) et ARN (acide ribonucléique) (chromosomes d'organismes procaryotes comme les bactéries et les algues bleu-vert) sont les seules variétés de chromosomes capables de se répliquer. Depuis les procaryotes n'ont pas de noyau leurs chromosomes le matériau n'est entouré d'aucune sorte de structure membraneuse.

800px Étapes de la mitose précoce dans une cellule de vertébré avec des micrographies de chromatides.svg
Modification de la structure des chromatides lors de la division Image : Wikipédia

Fonction chromosomique :

  • La structure de l'ADN est fondamentalement comme de longs fils, donc pour la compacité et la manipulation facile par la cellule elle-même, ils sont enroulés autour de certaines protéines circulaires appelées histones.
  • Si les molécules d'ADN n'étaient pas emballées de cette manière, il serait impossible pour une cellule de contenir tout son matériel génétique en elle-même.
  • Par exemple, si nous disposions le génome humain entier et que nous le déroulions des protéines histones, il s'étendrait sur 6 pieds lorsqu'il serait mis bout à bout.
  • Il est essentiel que l'ADN soit intact et dispersé uniformément dans les cellules pendant la division cellulaire.
  • Dans la grande majorité des divisions cellulaires, les chromosomes jouent un rôle important rôle pour s'assurer que l'ADN est correctement copié et distribué.
  • Chaque organisme eucaryote possède un nombre spécifique de chromosomes, qui détermine ses caractéristiques, son développement et sa vie.
  •  Lors de la reproduction asexuée, toutes les cellules de l'organisme, y compris ses gamètes, contiennent le même nombre de chromosomes.
  • Les cellules somatiques du corps sont généralement diploïdes (2n), c'est-à-dire qu'elles ont un ensemble ou des ensembles de chromosomes appariés. D'autre part, les cellules comme les gamètes sont ce que nous appelons haploïdes (n), car elles contiennent la moitié des paires chromosomiques. Les gamètes sont normalement produits par la méiose.
  •  Méiose produit des cellules haploïdes ou des gamètes, contenant un chromosome d'une paire. Lorsque les deux gamètes se rejoignent lors de la fécondation pour former un zygote, la cellule redevient diploïde avec une paire de chromosomes.

Structure chromosomique dans les cellules bactériennes :

En raison de leur petite taille, les chromosomes bactériens ont été trouvés bien plus tard que leurs homologues eucaryotes. De plus, contrairement chromosomes eucaryotes, les chromosomes bactériens ne subissent pas la condensation spectaculaire en métaphase qui rend les chromosomes eucaryotes si visibles.

structure chromosomique
Différence entre l'hétérochromatine et l'organisation de l'euchromatine
Image: Wikipédia

La plupart des chromosomes bactériens (également appelés génophores) peut aller de seulement 13,0000 14,000,000 paires de bases à plus de XNUMX XNUMX XNUMX de paires de bases selon la taille et la complexité du procaryote. Les noyaux ne sont pas visibles chez les procaryotes. Au lieu de cela, leur ADN est structuré en une structure de type nucléoïde. Le nucléoïde est une structure distincte au sein de la cellule bactérienne qui occupe une zone spécifique.

Cette structure, en revanche, est dynamique et est maintenue et remodelée par un groupe de protéines de type histone qui se connectent au chromosome bactérien. L'ADN des chromosomes des archées est beaucoup mieux ordonné, avec de l'ADN enveloppé dans des structures apparentées aux nucléosomes eucaryotes.

Structure chromosomique dans les cellules végétales :

Pour les plantes de la plupart des espèces d'angiospermes, la structure chromosomique est constitué d'un centromère (constriction primaire) constitué de régions chromatiniennes condensées bordées de zones péricentromériques riches en hétérochromatine et de télomères qui marquent les extrémités des chromosomes.

 Le modèle de condensation différentielle au cours du stade prométaphase / métaphase peut souvent être utilisé pour identifier des chromosomes individuels. L'ADN de la plupart des organismes supérieurs est constitué de séquences d'ADN répétitives. Divers groupes d'éléments répétés se dispersent dans le génome de différentes manières ; ils peuvent former des territoires distincts, tels que les NOR ou les centromères, ou ils peuvent être dispersés dans un chromosome ou à travers le génome.

Structure chromosomique dans les cellules animales :

Plusieurs grands linéaires les chromosomes sont logés dans le noyau des eucaryotes. Chaque chromosome a un centromère et un ou deux bras qui en dépassent, bien que ces bras soient rarement visibles sauf en phase de division. Les eucaryotes peuvent également avoir un génome mitochondrial, qui peut être de nature linéaire ou circulaire, cependant, ils ne participent pas à l'héritage.

Parmi tous les chromosomes eucaryotes, ceux des mammifères, plus précisément de l'homme, sont les plus nombreux et aussi les plus complexes. Les autosomes (chromosomes corporels) et les allosomes (chromosomes sexuels) sont les deux types de chromosomes que l'on trouve chez l'homme. Les chromosomes sexuels transmettent certaines caractéristiques génétiques liées au sexe d'une personne.

Les autosomes contiennent le reste de l'information génétique pertinente et nécessaire. Ils se comportent tous de la même manière lors de la division cellulaire, car les autosomes sont tous des clones les uns des autres. Humain les cellules ont 46 chromosomes, comprenant 22 paires d'autosomes et une paire de chromosomes sexuels ou allosomes.

La principale différence dans la constitution chromosomique masculine et féminine est simplement la différence dans la dernière paire de chromosomes, également appelée allosomes. Alors que les femelles ont la structure chromosomique de 44 autosomes + allosomes XX, la composition chromosomique mâle est de 44 autosomes + allosomes XY.

1024px NHGRI caryotype humain masculin
Caryogramme du chromosome mâle humain
Image: Wikipédia

Comme les femelles n'ont qu'un seul type d'allosome, tous les œufs produits ont les mêmes allosomes X. Le sexe du fœtus est déterminé par le X ou le Y chromosome présent dans le sperme qui féconde l'ovule. Un spermatozoïde avec un chromosome Y produit un garçon (XY) tandis qu'un spermatozoïde avec un X produit une fille (XX).

Lisez aussi: