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Vous avez environ 50 milliards de cellules dans votre corps. Ils contiennent presque tous de l'ADN - deux mètres en fait. Si vous assembliez bout à bout tout cet ADN, vous auriez une chaîne suffisamment longue pour faire le tour de la Terre deux millions et demi de fois. Pourtant, en quelque sorte, cet ADN est emballé de manière suffisamment étroite pour non seulement tenir dans votre corps, mais également dans les noyaux minuscules des cellules qui composent votre corps. Votre corps gère cela de la même manière que vous organiseriez une collection de cordes ou un arc-en-ciel de fils: il enroule et boucle les brins ensemble.
La structure de l'ADN
Une seule molécule d'ADN consiste en une longue chaîne de molécules d'adénine, de cytosine, de guanine et de thymine liées entre elles par des groupes sucre et phosphate. Les molécules d'ADN existent rarement par elles-mêmes; ils sont généralement appariés dans des brins complémentaires enroulés les uns autour des autres dans la célèbre configuration à double hélice. Comme deux brins de fil, l’ADN double brin fournit une sorte de protection chimique qui rend les deux ensemble plus forts qu’un seul. Ce double échouage est le premier mécanisme permettant de conditionner l'ADN dans un emballage compact, réduisant ainsi la longueur de deux mètres à un.
Les nucléosomes
Si vous avez 50 mètres de fil, vous ne voudriez pas simplement le laisser tomber dans un tas. Au lieu de cela, vous obtiendrez une bobine et enroulerez le fil autour. C’est la même chose que votre corps fait avec l’ADN. Il utilise des groupes de molécules appelées histones comme des bobines pour l'ADN. La situation est toutefois un peu plus compliquée que votre bobine de fil, car votre corps doit pouvoir accéder à différentes parties de votre ADN à des moments différents. Ainsi, au lieu d’une grosse bobine qu’il faudrait déballer beaucoup pour aller quelque part au milieu, votre corps fabrique beaucoup de petites bobines, formant une boucle après l’autre dans votre ADN. Ces minuscules boucles d'ADN en spool sont appelées nucléosomes et chaque chromosome en contient des centaines de milliers. La structure résultante est communément appelée "chaîne de perles". Cette mise en file d'attente réduit la longueur de l'ADN d'environ un mètre à environ 14 centimètres.
La fibre de 30 nm
L’étape suivante du compactage de l’ADN n’est pas aussi bien comprise, même si les résultats sont connus. D'une manière ou d'une autre, les nucléosomes s'enroulent l'un autour de l'autre, peut-être comme des pétales sur une marguerite si chaque pétale était un nucléosome vertical. Ensuite, les boucles circulaires des nucléosomes forment une spirale les unes sur les autres. Le résultat est une structure appelée fibre de 30 nanomètres, car c'est une chaîne d'une trentaine de milliardièmes de mètre de diamètre. Cette fibre de 30 nanomètres se boucle alors sur elle-même, et les boucles s’enroulent ensuite sur elles-mêmes - maintenant plus comme un écheveau de fil que comme une bobine de fil. Ce niveau d'enroulement est suffisant pour insérer l'ADN dans le noyau de la cellule.
Métaphase
Lorsqu'une cellule se divise, elle se scinde en deux copies parfaites. Ces deux copies parfaites comprennent deux ensembles d’ADN. Pour préparer la duplication, les chromosomes sont encore condensés, s’alignant dans un stade de la vie cellulaire appelé métaphase. En métaphase, l’ADN a tellement de boucles qu’il est comprimé en une longueur d’un dix millième de sa longueur initiale. Ces formes comprimées ont été la première forme d’ADN découverte.