Chaque cellule somatique humaine contient 6 milliards de paires de bases d'ADN. Chaque paire de bases mesure 0,34 nm de long, ce qui signifie que chaque cellule diploïde contient 2 mètres d'ADN. Comment un si long brin d'ADN est-il emballé à l'intérieur d'un noyau mesurant seulement 10 - 20 microns de diamètre ?

La chromatine

En combinaison avec une protéine de liaison à l'ADN spécialisée appelée histone, la double hélice d'ADN forme un complexe ADN-protéine compact appelé chromatine. La chromatine elle-même est encore compactée en structures d'ordre supérieur. Le plus haut niveau de compactage est atteint pendant la métaphase du cycle cellulaire, où la chromatine se condense pour former les chromatides d'un chromosome.

Nucléosomes

Les nucléosomes sont l'unité fonctionnelle et répétitive de base de la chromatine. Un nucléosome est constitué de 8 protéines histones enroulées autour de 147 paires de bases d'ADN. En microscopie électronique, la chromatine apparaît comme une structure ressemblant à un collier de perles en raison de la présence des nucléosomes sur toute sa longueur. Cet emballage raccourcit de sept fois la longueur des fibres.

Modèle de solénoïde

Les nucléosomes sont ensuite enroulés en fibres de 30 nm, ainsi appelées en raison de leur diamètre d'environ 30 nm. Un tel compactage s'explique par une hypothèse largement acceptée - le modèle solénoïde. Un solénoïde fait référence à la structure d'un fil enroulé sur un axe central. Ce modèle propose que les nucléosomes soient disposés dans une conformation hélicoïdale gauche avec six nucléosomes ou plus par tour. L'une des protéines histones non centrales, H1, joue un rôle essentiel dans la compaction des nucléosomes ; en son absence, la fibre de chromatine se transforme en amas irréguliers de nucléosomes.

Le packaging de la chromatine est un domaine de recherche actif. Les nouvelles données émergentes ont permis aux scientifiques de considérer la chromatine et les nucléosomes non pas comme des structures hautement définies, mais plutôt comme un continuum de diverses conformations inter-convertibles à toutes les étapes d'emballage de la chromatine.