Hétérochromatine constitutive - Constitutive heterochromatin
Les domaines constitutifs d'hétérochromatine sont des régions d'ADN présentes dans les chromosomes des eucaryotes. La majorité de l'hétérochromatine constitutive se trouve dans les régions péricentromériques des chromosomes, mais se trouve également au niveau des télomères et à travers les chromosomes. Chez l'homme, il y a beaucoup plus d'hétérochromatine constitutive trouvée sur les chromosomes 1, 9, 16, 19 et Y. L'hétérochromatine constitutive est principalement composée de répétitions en tandem à nombre de copies élevé appelées répétitions satellites, répétitions minisatellites et microsatellites , et répétitions de transposon . Chez l'homme, ces régions représentent environ 200 Mb ou 6,5% du génome humain total , mais leur composition répétée les rend difficiles à séquencer, de sorte que seules de petites régions ont été séquencées.
Visualisation de l' hétérochromatine constitutive est possible en utilisant la technique des bandes C . Les régions qui se colorent plus foncées sont des régions d'hétérochromatine constitutive. L'hétérochromatine constitutive devient plus foncée en raison de la nature hautement condensée de l'ADN.
L'hétérochromatine constitutive ne doit pas être confondue avec l' hétérochromatine facultative , qui est moins condensée, moins stable et beaucoup moins polymorphe , et qui ne se colore pas lors de l'utilisation de la technique des bandes C.
Une fonction
L'hétérochromatine constitutive se trouve plus fréquemment à la périphérie du noyau attaché à la membrane nucléaire. Cela concentre l' ADN euchromatique au centre du noyau où il peut être activement transcrit. Au cours de la mitose, on pense que l'hétérochromatine constitutive est nécessaire pour une ségrégation appropriée des chromatides sœurs et de la fonction centromère. Les séquences répétées trouvées au niveau des péricentromères ne sont pas conservées dans de nombreuses espèces et dépendent davantage des modifications épigénétiques pour la régulation, tandis que les télomères présentent des séquences plus conservées.
On pensait que l'hétérochromatine constitutive était relativement dépourvue de gènes, mais les chercheurs ont trouvé plus de 450 gènes dans l'ADN hétérochromatique de Drosophila melanogaster . Ces régions sont hautement condensées et modifiées épigénétiquement pour empêcher la transcription. Pour que les gènes soient transcrits, ils doivent disposer d'un mécanisme pour surmonter le silencing qui se produit dans le reste de l'hétérochromatine. Il existe de nombreux modèles proposés pour la façon dont les gènes dans ces régions sont exprimés, y compris les modèles d'isolation, de déni, d'intégration, d'exploitation et de restriction TE.
Lorsque des gènes sont placés à proximité d'une région d'hétérochromatine constitutive, leur transcription est généralement réduite au silence. Ceci est connu sous le nom de panachure à effet de position et peut conduire à un phénotype en mosaïque .
Réplication et épigénétique
L'hétérochromatine constitutive est répliquée tardivement dans la phase S du cycle cellulaire et ne participe pas à la recombinaison méiotique.
Les modifications des histones sont l'un des principaux moyens par lesquels la cellule condense l'hétérochromatine constitutive. Les trois modifications les plus courantes de l'hétérochromatine constitutive sont l'hypoacétylation des histones , la méthylation des histones H3-Lys9 (H3K9) et la méthylation de la cytosine . Ces modifications se retrouvent également dans d'autres types d'ADN, mais beaucoup moins fréquemment. La méthylation de la cytosine est le type le plus courant, bien qu'elle ne se retrouve pas chez tous les eucaryotes. Chez l'homme, il y a une méthylation accrue au niveau des centromères et des télomères, qui sont composés d'hétérochromatine constitutive. Ces modifications peuvent persister à la fois par la mitose et la méiose et sont héréditaires .
SUV39H1 est une histone méthyltransférase qui méthyle H3K9, fournissant un site de liaison pour la protéine hétérochromatine 1 (HP1). HP1 est impliqué dans le processus de condensation de la chromatine qui rend l'ADN inaccessible pour la transcription.
Maladies
Les troubles génétiques résultant de mutations impliquant l'hétérochromatine constitutive ont tendance à affecter la différenciation cellulaire et sont hérités selon un mode autosomique récessif. Les troubles comprennent le syndrome de Roberts et le syndrome ICF .
Certains cancers sont associés à des anomalies de l'hétérochromatine constitutive et des protéines impliquées dans sa formation et son maintien. Le cancer du sein est lié à une diminution de la protéine HP1 alpha , tandis que le lymphome non hodgkinien est lié à une hypométhylation du génome et surtout des régions satellites.