Acetylation

Peut on dire que les cellules totipotentes sont plus acetylees que les autres?

Il me semble que c'est lié, ainsi que la méthylation de l'adn et du rôle des chefs d'orchestre et l'acéthylation des histones joues un rôle.
Les cellules souches :

Un des mécanismes semblant intervenir dans la détermination est la méthylation de l'ADN. Certains nucléotides, notamment la guanine, peuvent être méthylés par liaison du groupement CH3 ; ceci va changer l'information, l'accès de la photocopieuse ou du photocopieur à cette information. On sait maintenant qu'il y a dans le noyau de la cellule des DNA méthyltransférase qui viennent méthyler les bases, et que cette méthylation rend la photocopie du plan infaisable.
Donc ici, je comprends que plus l'adn est méthylée, plus la cellule sera déterminée.

Remarque : La méthylation est-elle irréversible ?
En fait, on sait qu'elle ne l'est pas vraiment car dans des situations pathologiques, on peut avoir soit une hyperméthylation, soit une déméthylation. Si le promoteur n'est pas méthylé, on peut copier le gène ; s'il est méthylé, on ne peut pas le copier.

La différenciation exige, en outre, la régulation coordonnée de l'expression de plusieurs gènes, parfois de plusieurs centaines de gènes, en temps voulu. Cette coordination nécessite des éléments de contrôle, des chefs d'orchestre appelés facteurs de transcription ayant pour mission de diriger le devenir de la cellule. Il s'agit de véritables acteurs qui en interagissant avec des promoteurs de gènes vont activer, diminuer ou inhiber l'expression de gènes spécifiques, le résultat global étant l'apparition d'un phénotype déterminé.

Ces chefs d'orchestre existent-ils ? Leur présence a été suggérée avant leur découverte par des généticiens du développement de la drosophile qui se sont aperçus que certains sujets mutaient et qu'une partie du corps se différenciait en une autre partie du corps à la mauvaise place.
On s'est rendu compte que ces mutations, tout en n'affectant qu'un seul gène, affectaient un ensemble de produits homologues qu'on appelle les homéoprotéines. Les homéoprotéines ont un domaine qui se lie à l'ADN et qui va contrôler l'expression d'un ensemble de gènes permettant la différenciation d'un organe en un autre. Ces gènes, appelés gènes homéotiques, sont organisés de manière régulière le long de l'axe du chromosome dans le même ordre que leur expression apparaît dans l'axe antéro-postérieur de l'animal.


On a trouvé que de nombreux organismes complexes avaient cette organisation, les mêmes gènes homéotiques, conservés de façon remarquable. Ces gènes homéotiques sont les chefs d'orchestre du développement embryonnaire, de grands architectes dont la mission est de construire une partie de l'organisme. On sait maintenant que, chez l'homme, les gènes homéotiques sont responsables de programmes de construction d'une partie du corps. Ces gènes homéotiques sont également responsables de grands travaux de différenciation. Notamment, ce sont eux dont l'expression différentielle va faire en sorte que la cellule souche hématopoïétique s'engage plutôt dans la voie lymphoïde que dans la voie myéloïde, et qui vont également spécifier le devenir ultérieur des cellules de cette voie.



Les facteurs de transcription contrôlent des dizaines de milliers de gènes en même temps. La lecture des plans de différenciation dépend de l'information reçue et l'expression des gènes chefs d'orchestre est liée à toute une série de molécules.



Comment la bibliothèque génomique est-elle organisée ? La chromatide qui est la structure la plus condensée de l'ADN a tout un système hiérarchique de niveaux d'organisation et le premier niveau, c'est l'enroulement de la double hélice autour d'un octamère d’histones formant un nucléosome ; pour pouvoir copier le pian d'un gène, il faut dérouler la double hélice. On s'est rendu compte que le nucléosome pouvait être dissocié. L'ADN porte des charges négatives et les histones portent, grâce aux acides aminés lysine et arginine, des charges positives. D'où liaison covalente entre ADN et histones.
II y a un mécanisme qui contrôle cette liaison et qui est basé sur l'acétylation des groupements NH3 des histones grâce à une histone acétyltransférase. Cette acétylation en bloquant les groupements NH3 rompt la liaison entre ADN et histones, elle permet ainsi le déroulement et la lecture de l'ADN.

L'intérêt de ces observations vient de ce que des molécules qui sont des inhibiteurs de l'histone acétylase changent le comportement de différenciation de la cellule. Il semblerait que lorsque l'ordre est donné à un gène homéotique d'aller activer, de mettre en place un programme de différenciation complexe, il prend avec lui une histone acétylase qui va lui ouvrir les portes de la bibliothèque génomique. Si on bloque l'histone acétylase, le processus ne se fera pas. En général, les portes sont bloquées, c'est-à-dire que les histones sont attachées à l'ADN. Les facteurs de transcription prennent avec eux des décideurs qui sont des histone acétylases. Ceux-ci sont donc impliqués dans la différenciation, dans la transformation cellulaire.