Histone
Les histones sont des protéines que l'on trouve dans les noyaux des cellules eucaryotes, qui conditionnent l'ADN en unités structurelles appelées nucléosomes. Ils sont les principaux composants protéiques de la chromatine, le composant actif des chromosomes.
Les histones agissent comme des bobines autour desquelles s'enroule l'ADN, et jouent un rôle dans la régulation des gènes. Sans les histones, l'ADN déroulé dans les chromosomes serait très long. Par exemple, chaque cellule humaine possède environ 1,8 mètre d'ADN, mais enroulée sur les histones, elle possède environ 90 millimètres de chromatine, qui, lorsqu'elle est dupliquée et condensée pendant la mitose, donne environ 120 micromètres de chromosomes.
Assemblage d'histones dans un nucléosome
Fonctions
Compactage des brins d'ADN
Les histones agissent comme des bobines autour desquelles s'enroule l'ADN. Celui-ci s'enroule dans les grands génomes des eucaryotes pour s'insérer dans les noyaux des cellules. La molécule compactée est 40 000 fois plus courte qu'une molécule non compactée.
Régulation de la chromatine
Les histones subissent des changements qui modifient leur interaction avec l'ADN et les protéines nucléaires. Les modifications à long terme de l'interaction histone/ADN provoquent des effets épigénétiques. On pense que des combinaisons de modifications constituent un code, appelé code des histones. Les modifications des histones agissent dans divers processus biologiques tels que la régulation des gènes, la réparation de l'ADN et la condensation des chromosomes (mitose).
Exemples
Voici quelques exemples de modifications des histones dans la régulation de la transcription :
| Type de modification | Histone | ||||||
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| mono-methylation | activation | activation | activation | activation | activation | activation | |
| di-méthylation | répression | répression | activation | ||||
| tri-méthylation | activation | répression | répression | activation, | répression | ||
| acétylation | activation | activation | |||||
L'ADN à l'extérieur enroule l'histone à l'intérieur. Vue de dessus par l'axe hélicoïdal
Histoire
Les histoires ont été découvertes en 1884 par Albrecht Kossel. Le mot "histone" date de la fin du XIXe siècle et vient de l'allemand "Histon", d'origine incertaine : peut-être du grec histanai ou de histos. Jusqu'au début des années 1990, les histones étaient considérées comme de simples matériaux d'emballage pour l'ADN nucléaire. Au début des années 1990, les fonctions régulatrices des histones ont été découvertes.
La découverte de l'histone H5 semble remonter aux années 1970.
La conservation des espèces
Les histones se trouvent dans les noyaux des cellules eucaryotes, et dans certains Archaea, notamment Euryarchaea, mais pas dans les bactéries. Les protéines des histones sont parmi les protéines les mieux conservées chez les eucaryotes, ce qui suggère qu'elles sont vitales pour la biologie du noyau. En revanche, les spermatozoïdes matures utilisent largement des protamines pour emballer leur ADN génomique, ce qui est très probablement le meilleur moyen d'obtenir un ratio d'emballage encore plus élevé.
Les histones de base sont des protéines hautement conservées, c'est-à-dire qu'il y a très peu de différences entre les séquences d'acides aminés des protéines d'histones de différentes espèces. L'histone de liaison a généralement plus d'une forme au sein d'une espèce et est également moins conservée que les histones centrales.
Questions et réponses
Q : Que sont les histones ?
R : Les histones sont des protéines présentes dans le noyau des cellules eucaryotes qui regroupent l'ADN en unités structurelles appelées nucléosomes.
Q : Quelle est la fonction des histones ?
R : Les histones agissent comme des bobines autour desquelles l'ADN s'enroule, emballent l'ADN dans des nucléosomes et jouent un rôle dans la régulation des gènes.
Q : Que se passerait-il sans les histones ?
R : Sans les histones, l'ADN déroulé dans les chromosomes serait très long.
Q : Quelle est la quantité d'ADN contenue dans chaque cellule humaine ?
R : Chaque cellule humaine contient environ 1,8 mètre d'ADN.
Q : Quelle est la quantité de chromatine de chaque cellule humaine ?
R : Chaque cellule humaine possède environ 90 millimètres de chromatine.
Q : Que se passe-t-il pendant la mitose ?
R : Au cours de la mitose, la chromatine est dupliquée et condensée, ce qui donne environ 120 micromètres de chromosomes.
Q : Quel est le rôle des histones dans les chromosomes ?
R : Les histones sont les principaux composants protéiques de la chromatine, le composant actif des chromosomes.
