L’ADN d’une cellule humaine mesure près de 2 m de long et il est emballé à l’intérieur d’un minuscule noyau qui ne mesure que quelques microns de diamètre. Le niveau de compactage de l’ADN à l’intérieur du noyau est étonnant. Il est organisé en plusieurs niveaux de compactage séquentiellement plus élevés pour tenir dans un espace aussi petit. La forme la plus compacte d’ADN est le chromosome qui peut être vu au microscope dans une cellule en division.
L’ADN est enroulé deux fois autour d’un complexe protéique appelé cœur d’histone, composé de 8 protéines d’histone. Ce complexe d’ADN et d’histones s’appelle nucléosome, unité fondamentale et fonctionnelle de la compaction de l’ADN. Les nucléosomes peuvent s’enrouler davantage autour d’eux-mêmes dans un compactage d’ordre supérieur.
Lorsque l’ADN est extrait des cellules dans des conditions de faible teneur en sel et examiné au microscope, il ressemble à un collier de perles. La chaîne représente l’ADN libre appelé "ADN de liaison," reliant les nucléosomes en forme de billes. Si l’ADN est isolé dans des conditions salines physiologiques (0,15 M KCl), il prend une forme fibreuse avec un diamètre de 30 nm qui est liée à H1, une protéine non histone. La protéine H1 se lie étroitement au nucléosome et ne permet pas à l’ADN de glisser.
Les histones sont des protéines hautement conservées
Les séquences d’acides aminés des protéines histones centrales sont hautement conservées entre des espèces éloignées. Par exemple, la séquence d’acides aminés de l’histone H3 entre le thymus de veau et le pois n’a que quatre différences d’acides aminés.
Protéines non histones
Le complexe de nucléosomes est également lié par une petite proportion de protéines non histones, qui aident à maintenir la compaction et à organiser de longues boucles de chromatine. Les protéines non-histones sont également impliquées dans la régulation de la réplication de l’ADN et de la synthèse de l’ARN.
