ISOCHROMOSOME: DÉFINITION, ORIGINE, PATHOLOGIES ASSOCIÉES - LA BIOLOGIE - 2025

Un isochromosome est un chromosome métacentrique anormal qui est causé par la perte d'un des bras du chromosome parental et la duplication consécutive du bras qui est préservé.

Deux mécanismes ont été proposés pour expliquer la génération de ce type d'anomalie génétique. La plus acceptée des deux propose que les isochromosomes proviennent du processus de division cellulaire, en tant que produit d'une division transversale du centromère plutôt que longitudinale.

Formation d'un isochromosome. Par Miguelferig, de Wikimedia Commons.

Puisque le résultat consiste en une altération de l'information génétique contenue dans le chromosome parental, de nombreux troubles génétiques peuvent en découler. Le syndrome de Turner, qui survient en raison de la duplication du bras long du chromosome X et de la perte du bras court, a été le plus étudié de ces troubles.

De plus, de nombreux types de cancer sont également associés à ces types d'anomalies. Par conséquent, l'étude des isochromosomes est devenue un domaine de recherche attrayant et important.

Isochromosome: une anomalie chromosomique structurelle

Un isochromosome est une anomalie chromosomique structurelle qui se traduit par un chromosome métacentrique aberrant. Ceci est dû à la perte de l'un des bras d'une chromatide et à la duplication ultérieure du bras non supprimé.

En d'autres termes, sur ce chromosome, les deux bras d'une chromatide sont morphologiquement et génétiquement identiques. Cette duplication entraîne une monosomie partielle ou une trisomie partielle.

La monosomie est un terme utilisé pour désigner le fait que l'information génétique contenue dans un locus se trouve en un seul exemplaire. Une situation anormale dans les cellules diploïdes, où deux copies sont toujours présentes. Or, on dit que c'est partiel lorsque l'information perdue est retrouvée sur l'autre chromosome de la paire.

En revanche, la trisomie provoquée par ce type de perturbation structurelle est partielle, car l'information génétique contenue dans un bras est présente en trois exemplaires.

Cependant, deux de ces copies sont identiques, produit de l'événement de duplication de l'un des bras dans l'un des chromosomes de la paire.

Origine

Les mécanismes par lesquels les isochromosomes sont générés restent encore à être complètement élucidés. Cependant, deux explications faites à ce jour sont soutenues.

Le premier d'entre eux, le plus accepté, déclare que lors de la division cellulaire, le centromère est formé par division transversale et non longitudinale, comme cela se produit généralement dans des conditions normales. Cela conduit à la perte d'un des bras du chromosome parental et à la duplication ultérieure du bras qui reste intact.

Le second des mécanismes implique le détachement de l'un des bras et sa fusion consécutive des chromatides filles juste au-dessus du centromère, donnant naissance à un chromosome à deux centromères (chromosome dcentrique). À son tour, l'un de ces deux centromères subit une perte totale de fonctionnalité, ce qui permet à la ségrégation chromosomique pendant la division cellulaire de se produire normalement.

Pathologies associées

La formation d'isochromosomes entraîne un déséquilibre dans la quantité d'informations génétiques détenues par les chromosomes parentaux. Ces déséquilibres conduisent souvent à l'apparition de troubles génétiques, qui se traduisent par des pathologies spécifiques.

Parmi les nombreux syndromes qui ont été associés à ce type d'anomalie structurelle, on retrouve le syndrome de Turner. Cette condition est la plus connue, en fait elle est liée au premier signalement d'un isochromosome chez l'homme. Ce dernier provient de la formation d'un isochromosome X, dans lequel le bras court du chromosome d'origine a été perdu et le bras long a été dupliqué.

De nombreuses recherches ont montré que la présence d'isochromosomes est le déclencheur du développement de nombreux types de cancer, parmi lesquels se détache la leucémie myéloïde chronique associée à l'isochromosome i (17q). Ces découvertes font des isochromosomes un objectif très pertinent pour les chercheurs.

Qu'est-ce qu'un chromosome?

Dans toutes les cellules vivantes, l'ADN est emballé dans des structures hautement organisées appelées chromosomes.

Ce conditionnement dans les cellules eucaryotes a lieu grâce à l'interaction de l'ADN avec des protéines appelées histones, qui dans un groupe de huit unités (octamère) forment un nucléosome.

Le nucléosome (unité de base d'organisation de la chromatine) est constitué d'un octamère d'histone composé de dimères d'histone H2A, H2B, H3 et H4. La structure de l'octamère ressemble à une bobine de fil à travers laquelle la grosse molécule d'ADN est enroulée.

L'enroulement de la molécule d'ADN, à travers un grand nombre de nucléosomes reliés entre eux par des régions espaceurs associées à un autre type d'histone (H1) appelé linkers, donne finalement naissance à des chromosomes. Ces derniers peuvent être vus au microscope comme des corps bien définis lors des processus de division cellulaire (mitose et méiose).

Chaque espèce diploïde a un nombre bien défini de paires de chromosomes. Chaque paire est distincte par sa taille et sa forme pour une identification facile.

Structure des chromosomes

Les chromosomes ont une structure assez simple, composée de deux bras parallèles (chromatides) qui sont unis par le centromère, une structure d'ADN densément tassée.

Le centromère coupe chaque chromatide en deux bras, un de courte longueur appelé "bras P" et un de plus grande longueur appelé "bras Q". Dans chacun des bras de chaque chromatide, les gènes sont disposés à des emplacements identiques.

Formation d'un isochromosome. Par Miguelferig, de Wikimedia Commons

La position du centromère le long de chaque chromatide donne naissance à différents types structuraux de chromosomes:

- Acrocentrique: ceux dans lesquels le centromère occupe une position très proche de l'une des extrémités, d'où un bras très long par rapport à l'autre.

- Métacentrique: dans ce type de chromosomes, le centromère occupe une position médiane, donnant naissance à des bras d'égale longueur.

- Sous-métacentrique: ce sont, le centromère n'est que légèrement déplacé du centre, ce qui donne des bras qui divergent très peu en longueur.

Anomalies chromosomiques

Chacun des chromosomes qui composent le caryotype d'un individu contient des millions de gènes, qui codent pour un nombre infini de protéines remplissant différentes fonctions, ainsi que des séquences régulatrices.

Tout événement qui introduit des variations dans la structure, le nombre ou la taille des chromosomes peut conduire à des altérations de la quantité, de la qualité et de l'emplacement des informations génétiques qu'ils contiennent. Ces altérations peuvent conduire à des conditions catastrophiques, tant dans le développement que dans le fonctionnement des individus.

Ces anomalies sont généralement générées lors de la gamétogenèse ou au cours des premiers stades du développement embryonnaire et, bien qu'elles soient généralement extrêmement variées, elles ont été simplifiées en deux catégories: les anomalies chromosomiques structurelles et les anomalies chromosomiques numériques.

Les premiers impliquent des variations du nombre standard de chromosomes, c'est-à-dire qu'ils font allusion à la perte ou au gain de chromosomes, tandis que les seconds se réfèrent à la perte, la duplication ou l'inversion d'une partie du chromosome

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