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Science

Voir l'ADN se compacter et se répliquer

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Presque plus impressionnant que la trilogie Matrix, voici la formidable machinerie nécessaire au compactage de notre patrimoine génétique et à sa réplication:
 





Tout d'abord, une traduction (approximative) pour nos chers anglophobes:

Tout d'abord, dans cette animation, nous allons voir comment l'ADN est compacté de telle manière à ce que les 2 mètres de molécules d'ADN que nous possédons dans chacune de nos cellules puissent tenir dans leurs microscopiques noyaux. Le processus commence par l'enroulement de l'ADN autour de protéines spéciales appelées histones. Une boucle d'ADN autour d'un histone constitue une structure appelée un nucléosome. Les nucléosomes se condensent pour former une fibre qu'on appelle la chromatine. Cette fibre forme à nouveau des boucles et s'enroule autour d'elle même pour finalement donner une structure dont la forme nous est plus familière et que l'on appelle des chromosomes, qu'on peut apercevoir au moment où les cellules se divisent. Il est important de savoir que les chromosomes ne sont pas toujours apparents lors du cycle de vie de la cellule - En effet, l'ADN se compacte pour former des chromosomes au moment où les cellules sont prêtes à se diviser et ces structures facilitent la séparation du matériel génétique car deux copies de l'ADN de la cellule seront séparées équitablement dans le noyau de chacune des deux cellules filles.
A l'aide d'animation en image de synthèse mais basées sur des données issues de la recherche en biologie moléculaire, il est possible de représenter le mécanisme par lequel de l'ADN est dupliqué dans les cellules. Une batterie de machines biochimiques vont séparer la double hélice de l'ADN pour permettre la synthèse d'un duplicat de chacun des brins complémentaires. Le premier maillon de cette chaine de fabrication est une protéine représentée en bleue qui s'appelle hélicase et qui défait la double hélice pour séparer les deux brins. Un brin entre dans une production continue de son brin complémentaire en bas à droite. La production est plus complexe pour le deuxième brin puisqu'il doit être copié à l'envers. Le brin est manipulé de manière répétitive pour former des boucles afin de synthétiser le brin complémentaire segment par segment. On obtient au final deux nouvelles molécules d'ADN composées chacune de deux brins formant une double hélice.

Alors quelques petits éclaircissements s'imposent pour les grands grands néophytes (éclaircissements qui m'ont été inspirés par les quelques commentaires de cette vidéo sur Youtube):
Premièrement, presque toutes ces images sont des images générées par ordinateur, hormis l'image de la division cellulaire avec les chromosomes apparents qui a été obtenue par microscopie optique.
Deuxièmement, il faut comprendre que tous ces processus ne concernent qu'une partie des organismes vivants. En effet, les chromosomes tels qu'on les voit dans cette vidéo sont caractéristiques des cellules eucaryotes, les cellules portant un noyau. On exclut alors toutes les cellules qui ne portent pas de noyaux comme les eubactéries ou les archées. Ces organismes ont pour leur part des chromosomes souvent circulaires qui nagent librement sous leur membrane et qui n'est pas compacté comme le notre.
Enfin, les sons qu'on entend ne sont pas les véritables sons qu'on peut entendre à l'intérieur d'une cellule...

Liens:
Ce sublime travail de modélisation assistée par ordinateur a été conduit par Drew Barry.
Plus de vidéos sur WEHI-TV.

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