I - Protection du matériel génétique lors de la division cellulaire
L'ADN est le siège de l'information génétique. Cette molécule, en raison de sa stabilité chimique, peut atteindre des longueurs considérables, ce qui présente l'avantage de concentrer l'information en un seul endroit qui est le noyau. Une conséquence de sa longueur est cependant sa fragilité mécanique, contrainte qui pose le problème lorsque l'ADN doit être déplacé, par exemple lors de la division cellulaire.
Comment se réalise la protection du matériel génétique lors de la division cellulaire ?
A. Compaction de l'ADN sous forme de chromosomes
Le matériel génétique des cellules est représenté sous forme d'ADN. Les chromosomes sont des structures (en forme de croix) qui permettent de ranger l'ADN à l'intérieur du noyau sous la forme d'un complexe appelé chromatine. Cette chromatine est constituée d'ADN associé et enroulé à des protéines, les histones, pour former des nucléosomes. Cette association permet la réalisation de différents niveaux de condensation de l'ADN. Ces fibres de chromatine s'organisent à leur tour en réseau de boucles interconnectées (sous forme pelotonnée) constituant l'architecture des chromosomes. La chromatine est ainsi organisée de manière hiérarchique dans les chromosomes.
B. Ultrastructure et visibilité des chromosomes
Dans une cellule qui n'est pas en train de se diviser, l'ADN remplit le noyau, sous une forme décondensée. Les molécules d'ADN sont déroulées, ce qui permet à la cellule de lire l'information qu'elle contient et de l'appliquer.
Dans la cellule en division, l'ADN est visible (au microscope) sous une forme de chromosomes. Sous cette forme, il n'est plus possible de lire l'information que la cellule contient. En revanche, l'ADN est concentré, enroulé et donc protégé, pouvant être transporté sans être abîmé.
Les chromosomes, visibles au microscope électronique, sont constitués de deux « bâtonnets » identiques et parallèles, ce sont les chromatides. Celles-ci sont étroitement réunies au niveau du centromère qui sépare chaque chromatide en deux bras de longueur égale ou inégale selon le chromosome considéré.
Chaque chromatide d'un chromosome contient ainsi une seule molécule d'ADN très pelotonnée. Chaque chromosome est original mais ils se ressemblent deux à deux, ces chromosomes sont dits homologues. Le nombre de paire de chromosomes est caractéristique de chaque espèce biologique (ex : homme = 23 ; chien = 39).
