Les nucléosomes sont le complexe ADN-histone, où le brin d'ADN est enroulé autour d’un cœur d'histone. Le cœur d'histone est un octamère contenant deux copies des protéines d'histone H2A, H2B, H3 et H4.

Le paradoxe

Les nucléosomes, paradoxalement, remplissent deux fonctions opposées simultanément. D'une part, leur principale responsabilité est de protéger les brins d'ADN délicats des dommages physiques et d'aider à obtenir un taux de compactage plus élevé. D'un autre côté, ils doivent permettre aux enzymes polymérases d'accéder à l'ADN lié aux histones pour la réplication et la transcription. Le mécanisme par lequel les nucléosomes résolvent ces deux problèmes passe par le dépliement partiel de l'ADN à partir des nucléosomes ou par des modifications des protéines histones.

Structure de base

Les protéines du noyau des histones partagent un motif structurellement conservé commun appelé « pliage des histones » ; et ont une région de queue étendue mobile. Le pli des histones est composé d'hélices alpha et de boucles. Au cours de la dimérisation des histones, les boucles de deux protéines histones s'alignent, formant un dimère d'histones.

Chaque histone se lie aux trois petits sillons consécutifs de l'ADN. L'hélice alpha et la queue N-terminale de chaque protéine histone jouent un rôle crucial dans la liaison à l'ADN. Par conséquent, toute modification chimique de la queue d'histone peut modifier l'assemblage et la fonction de la chromatine. Certaines des modifications les plus courantes des histones comprennent l'acétylation, la méthylation et la phosphorylation.

Variantes d'Histone

Les protéines histones ont diverses isoformes ou variantes comme H2A.1, H2A.2, H2A.X, H3.3 ou CENP-A. Ces variants diffèrent par leurs séquences d'acides aminés et remplissent des fonctions distinctes. Les nucléosomes avec des variantes d'histones sont significativement plus mobiles que les nucléosomes ordinaires. Par exemple, il est démontré que l'incorporation de H2A.Z dans le nucléosome active la transcription.