Chromosome

Qu'est-ce qu'un chromosome ?

Ces paquets serrés d'ADN et de protéines contiennent les informations qui composent tous les êtres vivants ! Les chromosomes font partie du génome d'une cellule.

Fonction des chromosomes

Bien qu'il soit microscopique, l'ADN est une molécule extrêmement longue, semblable à une corde. Si tout l'ADN d'une seule de vos cellules était déplié et étiré bout à bout, il mesurerait près de 3 mètres de long.

Ton corps est composé de près de 37 trillions de cellules ! Si tout ton ADN était étiré de la sorte, il s'étendrait sur 111 milliards de kilomètres. Pour y parvenir, tes cellules enveloppent l'ADN lorsqu'il n'est pas utilisé.

Structure et emplacement des chromosomes

Chromosomes procaryotes

Un chromosome procaryote est une seule et longue molécule d'ADN à double brin qui forme une boucle circulaire. La région de la cellule où les procaryotes conservent leur chromosome s'appelle le nucléoïde.

Le schéma ci-dessous montre la structure d'une cellule procaryote avec le chromosome dans le nucléoïde (figure 1). Les procaryotes récupèrent souvent de plus petites boucles d'ADN dans leur environnement, ce sont les plasmides. Ils ne sont pas essentiels à la vie du procaryote, mais ils contiennent souvent des caractéristiques avantageuses, comme la résistance aux antibiotiques, et sont un moyen unique de transmettre les caractéristiques bénéfiques entre les cellules bactériennes des colonies.

Fig. 1 - Cellule procaryote montrant un chromosome d'ADN dans le nucléoïde

Chromosomes eucaryotes

Les eucaryotes possèdent de nombreuses molécules d'ADN linéaires séparées en chromosomes. Les chromosomes sont situés dans le noyau de la cellule eucaryote, et sont plus visibles dans la cellule pendant la division cellulaire.

Les chromosomes sont formés au cours de niveaux complexes de repliement. Tout commence par un long double brin d'ADN répliqué, après la phase S du cycle cellulaire. La double hélice s'enroule ensuite autour d'une protéine appelée histone, de manière très similaire à l'enroulement de la ficelle du cerf-volant autour de sa bobine. L'ADN enroulé autour d'une histone s'appelle un nucléosome.

Les nucléosomes continuent à s'enrouler, presque comme un ressort. Cet ensemble de nucléosomes multiples enroulés est appelé chromatine. La chromatine est ensuite enroulée encore davantage autour de protéines d'échafaudage. Enfin, toute la chromatine s'enroule autour des protéines d'échafaudage, formant ainsi un chromosome (figure 2).

Fig. 2 - Organisation structurale d'un chromosome

En regardant la dernière rangée ci-dessus, tu verras le chromosome dupliqué. Le chromosome est dupliqué, car les chromosomes se replient après la réplication de l'ADN, la phase S du cycle cellulaire.

Comme cela se produit après la réplication de l'ADN, les chromosomes ressemblent à de petits X. Chaque moitié du X est identique. Chaque moitié du X est constitué d'ADN identique, répliqué, appelé chromatide.

Réunies dans cette forme en X, elles sont appelées chromatides sœurs, car elles proviennent du même « parent » lors de la réplication de l'ADN. Elles sont maintenues ensemble par une structure située au milieu du X, appelée centromère.

Pendant la division cellulaire, tous les chromosomes de la cellule s'alignent avec leurs centromères au milieu de la cellule. Les fuseaux mitotiques s'attachent au centromère pour séparer les chromatides sœurs en deux nouvelles cellules filles.

Génome et chromosomes homologues

Chez les procaryotes, il comprend leur chromosome circulaire unique et les plasmides qu'ils prélèvent dans l'environnement. Chez les eucaryotes, le génome comprend leur ADN mitochondrial et tous leurs chromosomes nucléaires.

Nombre de chromosomes

Chaque espèce possède un certain nombre de chromosomes dans son noyau. La cellule humaine moyenne, une cellule somatique, en possède 46 au total, et les gamètes humains (les cellules sexuelles telles que les ovules et les spermatozoïdes) en possèdent la moitié, soit 23.

Chromosomes homologues

Les chromosomes homologues sont l'ensemble correspondant de 2n chromosomes. Les chromosomes homologues sont des chromosomes qui contiennent la même information. Chaque paire de chromosomes homologues a la même longueur et contient le même nombre et les mêmes types de gènes au même locus (emplacement sur le chromosome).

Gènes et chromosomes

Les gènes sont l'unité fonctionnelle d'un chromosome et chaque gène contient les informations nécessaires à la fabrication de protéines pour une caractéristique spécifique.

Chaque chromosome d'une paire homologue provient d'un parent différent, et sera donc au moins légèrement différent. Même des différences mineures dans les séquences d'ADN d'une paire homologue peuvent conduire à des caractéristiques différentes, et la combinaison des deux permet une variation encore plus grande au sein d'une espèce.

Chromosome X et Y

Chaque chromosome d'une paire homologue a presque exactement la même longueur et contient les gènes des mêmes caractéristiques. Les exceptions notables à cette règle sont les chromosomes sexuels : X et Y.

Le chromosome X est beaucoup plus grand que le chromosome Y, et seule une petite partie de ces chromosomes possède des gènes homologues, qui sont des gènes pour les mêmes caractéristiques. Ces gènes contribuent à déterminer les caractéristiques sexuelles des femelles et des mâles.

• En général, les humains ayant des chromosomes XX ont des traits féminins et ceux qui ont des chromosomes XY ont des traits masculins.

L'image ci-dessous, appelée caryotype, montre les 23 chromosomes humains homologues. Elle représente chaque paire et la différence de longueur des chromosomes X et Y (figure 3).

Fig. 3 - Un caryotype humain montre les 23 paires de chromosomes homologues, y compris la différence entre les chromosomes X et Y