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Modifications d Emploi du Temps Transcription/Tr
aduction . Mercredi 16/11 14h-16h Travaux
Dirigés E. Lelièvre . Jeudi 17/11 14h-16h Cours
O. Coqueret Annulé, Reporté au Mardi 22/11 .
Mercredi 18/11 14h-16h Travaux Dirigés E.
Lelièvre . Lundi 21/11 14-16h Cours O. Coqueret
Annulé, Reporté au Mercredi 23/11
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Les Histones Acétylases Les Complexes de
Remodelage
I. Histones et Nucléosomes Le Compactage de
l ADN, Structure et Assemblage des Histones Le
Nucléosome Bloque la Transcription Les Etapes de
l Activation
II. Acétylation/Déacétylation des Histones Le
Principe (Rappel) Histones Acétylases et
Lysine Les Histones Déacétylases et leurs
co-Facteurs

III. Le Complexe de Remodelage Swi/Snf Découverte
chez la Levure Fonctionnement et Importance
IV. Interactions entre Acétylation et Complexe de
Remodelage Les Modifications Possibles des
Histones Le Bromodomaine et le
Recrutement Analogie avec l Interaction Domaine
SH2-Tyrosine Un Ordre de Recrutement?
V. Rôle Physiologique des Régulations de la
Chromatine Cycle Cellulaire Embryogenèse Dével
oppement Tumoral
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Le Compactage de l ADN
ADN Double Hélice
4 nm
Activité
10 nm
Nucléoprotéines
Activité
Nucléosomes
30 nm
Activité -
300 nm
Activité -
Activité -
700 nm
Activité -
Chromosome Métaphasique
1400 nm
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Le Compactage de l ADN, les Histones
Nucléosome
H2A, H2B, H3 et H4 Compactent L ADN en un
Nucléosome. Le Nucléosome est l Association
HistonesADN
ADN 146 paires de Bases
Octamère
Les Histones H2A, H2B, H3 et H4 sont des
Protéines Chargées Positivement (Lysine/Arginine)
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Le Compactage de l ADN, les Histones
Octamère H2A, H2B, H3, H4
L Histone H1 Permet de Relier les Nucléosomes
entre eux
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Structure des Histones

• La Structure de Base de Tous les
• Histones est Identique
• 1 Longue Hélice-Alpha Hydrophobe,
• Encadrée par
• 2 Courtes Hélices Alpha Hydrophobes

References Moudrianakis et al. PNAS 88, 10138
(1991) PNAS 90, 10489 (1993)
PNAS 92, 11170 (1995)
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Assemblage de lOctamère H2A/H2B/H3/H4
H4
H2B
H3
H2A
Octamère
Tétramère H3-H4
Dimère H2A-H2B
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Le Compactage de l ADN, les Histones
Compaction
Compaction
La Partie NH2 Terminale Des Histones H3 et
H4 nEst pas Compactée et Est Accessible À
l Extérieur du Nucléosome
Nature 2000, 40341
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Un Octamère Correspond à 146 Bases dADN
11 nm

• Chaque Dimère dHistones
• Possède 6 points de Contact avec lADN
• Impose 3 Tours dADN
• LOctamère
• Organise 145 paires de Base dADN
• en 1 tour 3/4 dhélice dADN
• 48 nm dADN Enroulé dans un Disque de 6 x 11nm

6 nm
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Transmission des Nucléosomes Pendant la
Réplication de lADN
. Au cours de la Réplication de l ADN, La
Formation de la Chromatine se fait en Deux
Etapes 1. Transfert des Nucléosomes de la
Cellule Maternelle Sur un des Brins
Synthétisés 2. Synthèse pendant la Phase S de
Nouveaux Nucléosomes et Transfert sur le 2ème Brin
CAF
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Régulation Transcriptionnelle du Gène des
Histones
Réplication de l ADN Synthèse d Histones
Nouvelles
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Les Gènes des Histones Sont Régulés Par le
Complexe E2F/Rb
Phase S
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Formation des Fibres de Chromatine
Il Existe Plusieurs Niveaux de Compaction de
l ADN Correspondant à des Niveaux d Activité
Transcriptionnelle Différents
Transcription Possible
Zone Accessible
Transcription Impossible
Fibres de Chromatine
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La Formation du Nucléosome Bloque L Activité
Transcriptionnelle
L Activité Transcriptionnelle est Beaucoup Plus
Faible Lorsqu elle est Mesurée sur Un
Nucléosome Le Nucléosome Inhibe la Transcription
Transcription
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Activation de la Transcription
TATA
TFIID
TATA
ARN Polymérase De Type II
Dans des Conditions Normales, la TATA Box Est
Inaccessible,  Enfermée  Dans un Nucléosome
La Fixation de TFIID/TBP Est Impossible
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Activation de la Transcription
1. Déstabilisation du Nucléosome
Structure Moins Rigide
2. Déplacement du Nucléosome
TATA Box Accessible
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Activation de la Transcription
1. Déstabilisation du Nucléosome
2. Déplacement du Nucléosome
Co-Facteur 1
Facteur De Transcription Activé
Activation
FT
Co-Facteur 2
Un Facteur de Transcription Activé Doit Mettre en
Place des Contacts Avec des co-Facteurs qui Vont
Déstabiliser puis Déplacer le Nucléosome
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Activation de la Transcription
1ère Etape Activation Recrutement Des co-Facteurs
2ème Etape Liaison à l ADN et Mise en Présence
Du Nucléosome
3ème Etape Déstabilisation et Déplacement Du
Nucléosome Fixation de TBP
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Les Principes de Régulation de la Chromatine
Par Homologie, Découverte de nombreuses HAT chez
les mammifères
Levure Gcn5
Homme CBP p300 P/CAF SRC-1/NcoA TAFII250
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Importance des Histones Acétylases
Complexe dInitiation De la Transcription Complet
Histone Acétylase
Facteur de Transcription
/-


Histone Acétylase NcoA
Facteur de Transcription
Progestérone(activation)
Activité Transcriptionnelle
L Activité du Facteur de Transcription Dépend de
la Présence de l Histone Acétylase En Son
Absence, Il ne Fonctionne pas
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La Formation du Nucléosome Bloque L Activité
Transcriptionnelle
Complexe dInitiation De la Transcription Complet
Facteur de Transcription
/-
TSA


Trichostatine (TSA)
Progestérone
En Présence De TSA, la Transcription Redevient
Normale
En Bloquant la Déacétylation des Histones, On
Rétablit à Partir de la Chromatine un Niveau
Transcriptionnel Normal
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L Acétylation des Histones est Spécifique
L Acétylation se Ferait de Manière
Préferentielle sur les Histones H3 et H4
L Acétylation se Fait sur des Lysines
Spécifiques de H3 et H4
Allis DC Annual Review of Biochemistry 2001
Vol. 70 81-120
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Les Sites dAcétylation
Des Sites dAcétylation sont Présents de Manière
Conservée Dans la Partie N-Terminale des Histones
Ces Parties N-Terminales Sont les Seules
Parties Accessibles des Histones
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L Acétylation, Nouvelle Voie de Signalisation
Intracellulaire
Histone.Activateurs? Non Acétylé
Activateur Non Phosphorylé (Inactif)
Acétylases
Déacétylases
Kinases
Phosphatases
Histone.Activateurs? Acétylé
Activateur Phosphorylé (Actif)
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Les Histones Déacétylases sont Classées en Trois
Groupes Selon Leur Homologie avec les
Protéines De Levure
Groupe 1 Rpd3 HDAC1, -2, -3, -8 Groupe 2
HdaI HDAC4, -5, -6, -7, -9, -10 Groupe 3
Sir2 Sirt1, -2, -3, -4, -5, -6, -7 Groupe 4
HDAC11
Yang XJ Mol Cell Biol 2005, 25 (8) 2873-2884
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HISTONES ACETYLTRANSFERASES
HAT A
mRNA
HAT B
H4
CAF1
NUCLEUS
CYTOPLASM
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Spécificité des Histones Acétylases Et
Déacétylases
Les Histones A/déAcétylases Sont Incapables
dInteragir avec L ADN
HAT
HDAC
Facteur De Transcription
Les Facteur De Transcription Dirigent Les
Complexes vers l ADN
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Activation de la Transcription
1ère Etape Activation Recrutement Des co-Facteurs
2ème Etape Liaison à l ADN et Mise en Présence
Du Nucléosome
3ème Etape Déstabilisation et Déplacement Du
Nucléosome Fixation de TBP
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Rôle de l Acétylation des Histones
L Acétylation nEst Probablement Pas Responsable
Du Déplacement du Nucléosome
L Acétylation Bloque la Formation des Fibres de
Chromatine (Annulation des Charges)
Nucléosome Accessible
TFIID TBP
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Mise en Evidence du Mouvement Du Nucléosome
La Position des Nucléosomes Peut Etre Déduite par
PCR
Amplification Possible
Amplification Impossibles
Certains Fragments ne Seront pas Observés
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L Accès à la Chromatine
LAcétylation na pas d Effets sur le
Positionnement du Nucléosome
La Partie NH2 Terminale Des Histones H3 et H4
nEst pas Compactée et Est Accessible À
l Extérieur du Nucléosome
Accès?
Le Déplacement du Nucléosome Ne sEffectue pas
par Acétylation des Lysines N-terminales de H3 et
H4
Il Existe un Autre Mécanisme de Régulation de
l Accès
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Rôle de l Acétylation des Histones
1. Acétylation
L Acétylation na pas d Effets sur le
Positionnement du Nucléosome
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Activation de la Transcription
1. Déstabilisation du Nucléosome
2. Déplacement du Nucléosome
HAT
Facteur De Transcription Activé
Activation
FT
Co-Facteur 2
Un Facteur de Transcription Activé Doit Mettre en
Place des Contacts Avec des co-Facteurs qui Vont
Déstabiliser (Acétylation) puis Déplacer le
Nucléosome
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Les Histones Acétylases Les Complexes de
Remodelage
I. Histones et Nucléosomes Le Compactage de
l ADN, Structure et Assemblage des Histones Le
Nucléosome Bloque la Transcription Les Etapes de
l Activation
II. Acétylation/Déacétylation des Histones Le
Principe (Rappel) Histones Acétylases et
Lysine Les Histones Déacétylases et leurs
co-Facteurs

III. Le Complexe de Remodelage Swi/Snf Découverte
chez la Levure Fonctionnement et Importance
IV. Interactions entre Acétylation et Complexe de
Remodelage Les Modifications Possibles des
Histones Le Bromodomaine et le
Recrutement Analogie avec l Interaction Domaine
SH2-Tyrosine Un Ordre de Recrutement?
V. Rôle Physiologique des Régulations de la
Chromatine Cycle Cellulaire Embryogenèse Dével
oppement Tumoral
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Découverte des Gènes Swi/Snf
Découvert par un Screen Génétique chez la Levure
Saccharomyces Cerevisiae Recherche de Gènes
Pouvant Complémenter un Défaut Génétique
Découverte du Complexe Swi/Snf
Levure
Levure
Pas de Conjugaison
Conjugaison Dépendance Gène HO
Pas d Expression de HO
Dans les Deux cas, les Gènes Swi ou Snf Sont
Inactivés
Cell 99443
Genes Dev 132339
MCB 201899
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Le Complexe de Remodelage Swi/Snf
Complexe Swi/Snf
. Swi/Snf Interagit avec l ADN avec une Forte
Affinité
. Induction de Torsion pour Faire se Rejoindre
des Zones Eloignées
Régulation de la Transcription
Régulation de la Réplication de l ADN
ADN Polymérase
Traversée ?
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Le Complexe de Remodelage Swi/Snf
Swi/Snf
Transfert du Nucléosome (trans)
Déplacement du Nucléosome (cis)
Le Déplacement du Nucléosome est un Processus qui
Dépend de l ATP
Après Fixation sur l ADN, le Complexe Hydrolyse
des Quantités Importantes dATP
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Structure du Complexe Swi/Snf
L Activité des Complexes de Remodelage Dépend de
lATP
Les Complexes de Remodelage Sont Constituées de
l Association De Plusieurs Protéines.Dans Tous
les Cas, on Retrouve Des Protéines Capables
d Hydrolyser L ATP.
L ATP Fournit l Energie Nécessaire Au
Déplacement Du Nucléosome
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Les Complexes de Remodelage
Bromodomaine
Découverte chez la Levure
Homologie Autres Espèces?
Découverte Dune Famille de Régulateurs
Homme ATPases BRG1 et hBRM
MCB 201899, Genes Dev 132339
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Les Complexes de Remodelage
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Les Complexes de Remodelage
Complexe
Transfert du Nucléosome (trans)
Déplacement du Nucléosome (cis)
Le Déplacement du Nucléosome est un Processus qui
Dépend de l ATP
Après Fixation sur l ADN, le Complexe Hydrolyse
des Quantités Importantes dATP