Cohésine

La cohésine est un complexe protéique en anneau qui organise l’ADN des cellules eucaryotes. Elle maintient ensemble les chromatides issues de la réplication jusqu’à leur séparation et participe aussi à la formation de boucles de chromatine, à la régulation des gènes et à la réparation de l’ADN. Son chargement et son retrait sont étroitement coordonnés avec le cycle cellulaire.

Architecture et association à l’ADN

Le cœur du complexe comprend les protéines SMC1 et SMC3, reliées par une sous-unité de type kleisine, telle que RAD21 dans les cellules somatiques des vertébrés. Une protéine STAG complète cet anneau. Les molécules d’ADN peuvent être retenues topologiquement dans cette structure, tandis que des protéines régulatrices contrôlent l’ouverture, la stabilisation et le déplacement du complexe.

Après la réplication, la cohésine établit la cohésion entre les chromatides-sœurs. Cette liaison résiste aux forces du fuseau mitotique et permet leur orientation correcte vers des pôles opposés. Au début de l’anaphase, la séparase coupe la kleisine de la cohésine maintenue aux centromères ; les deux chromatides peuvent alors se séparer de façon coordonnée.

Autres fonctions chromosomiques

Pendant l’interphase, la cohésine contribue à extruder des boucles de chromatine et rapproche des régions éloignées du génome. Les frontières associées à CTCF orientent de nombreuses boucles chez les vertébrés. Cette organisation influence les contacts entre éléments régulateurs et gènes sans se réduire à une simple colle moléculaire.

La cohésine facilite également certaines réparations de cassures en maintenant une chromatide intacte à proximité comme matrice de recombinaison homologue. Des altérations de ses sous-unités ou de ses régulateurs perturbent la ségrégation chromosomique, l’expression génique ou le développement. Les conséquences dépendent de la sous-unité, du type cellulaire et du moment où le complexe est affecté.