Nucléosome

Le nucléosome est l’unité structurale répétée de la chromatine des cellules eucaryotes. Il comprend un segment d’ADN enroulé autour d’un cœur formé de protéines histones. Cette association compacte le génome dans le noyau tout en modulant l’accès des enzymes et des facteurs régulateurs aux séquences nécessaires à la transcription, à la réplication et à la réparation.

Architecture moléculaire

Le cœur canonique est un octamère réunissant deux copies de chacune des histones H2A, H2B, H3 et H4. Environ 146 à 147 paires de bases d’ADN décrivent près de 1,7 tour autour de cet octamère. Deux nucléosomes successifs sont séparés par un ADN de liaison de longueur variable ; l’histone H1 peut s’associer à la zone d’entrée et de sortie de l’ADN et stabiliser une organisation plus compacte.

L’enchaînement des nucléosomes donne à la chromatine une structure dynamique plutôt qu’un emballage uniforme. La séquence de l’ADN, les variants d’histones, les complexes de remodelage et l’activité des protéines liant l’ADN influencent leur position et leur stabilité. Un nucléosome peut glisser, être partiellement déroulé ou être évincé, ce qui modifie localement l’accessibilité du génome.

Régulation et héritage cellulaire

Les extrémités des histones dépassent du cœur et peuvent recevoir des modifications chimiques, notamment acétylation, méthylation ou phosphorylation. Ces marques ne changent pas directement la séquence du génotype, mais elles modifient les interactions de la chromatine ou recrutent des protéines régulatrices. Les variants d’histones apportent une autre source de spécialisation, par exemple au niveau des centromères ou de régions soumises à une transcription particulière.

Le positionnement des nucléosomes et leurs modifications participent ainsi aux mécanismes épigénétiques. Leur effet dépend du contexte : une même modification n’a pas une signification universelle et agit avec d’autres marques, les facteurs de transcription et l’organisation tridimensionnelle du chromosome. Chez les poissons comme chez les autres eucaryotes, ces mécanismes interviennent dans le développement, la réponse à l’environnement et la différenciation cellulaire.