5.17: Hérédité des structures de chromatine
L'épigénétique est l'étude des modifications héréditaires du phénotype d'une cellule sans modifier les séquences d'ADN. Elle fournit une forme de mémoire pour le modèle d'expression génétique différentielle afin de maintenir la lignée cellulaire, la variégation de l'effet de position, la compensation de dosage, et le maintien des structures de la chromatine telles que les télomères et les centromères. Par exemple, la structure et l'emplacement du centromère sur les chromosomes sont hérités de l'épigénétique. Sa fonctionnalité n'est pas dictée ou assurée par la séquence d'ADN sous-jacente, mais plutôt par l'organisation de la chromatine et les variantes des histones. Une fois établis, l'organisation et les fonctions du centromère restent héritées de manière stable à travers plusieurs divisions cellulaires.
Les histones sont au cœur de l'hérédité épigénétique
Dans le nucléosome, l'ADN et les histones sont modifiés chimiquement. L'ADN est méthylé au niveau des résidus cytosine et les histones sont méthylées, acétylées ou phosphorylées. Chacune de ces modifications constitue un signal appelé code histone. Des avancées récentes mettent en évidence la méthylation comme une marque épigénétique de bonne foi et la complexité de la chromatine comme le principal vecteur des marques épigénétiques. La présence de variants d'histones à des endroits et à un moment spécifiques augmente la complexité de l'organisation de la chromatine. Par exemple, le variant d'histone H3 CENP-A est incorporé dans un nucléosome d'une manière indépendante de la synthèse d'ADN, ce qui donne un nucléosome exceptionnellement stable.
Héritage des histones
La méthylation de l'ADN, le dépôt d'histones sur des brins d'ADN et les modifications post-traductionnelles des histones ou du code des histones sont liés à la machinerie de réplication. Le PCNA, un facteur de processivité de l'ADN, est la protéine vitale qui relie la réplication de l'ADN à l'hérédité des marques épigénétiques. Au niveau de la fourche de réplication, les nucléosomes sont déplacés de telle sorte que les dimères H2A-H2B sont entièrement éliminés de la fourche de réplication. Les tétramères H3-H4 parentaux sont ensuite distribués aux brins filles, suivis du placement de sous-unités d'histones nouvellement synthétisées sur les histones parentales pour compléter les nucléosomes.
