Chromosome, partie microscopique filiforme de la cellule qui porte l’information héréditaire sous forme de gènes. Une caractéristique déterminante de tout chromosome est sa compacité. Par exemple, les 46 chromosomes présents dans les cellules humaines ont une longueur totale de 200 nm (1 nm = 10-9 mètres) ; si les chromosomes étaient défaits, le matériel génétique qu’ils contiennent mesurerait environ 2 mètres de long. La compacité des chromosomes joue un rôle important en aidant à organiser le matériel génétique pendant la division cellulaire et en lui permettant de s’insérer à l’intérieur de structures telles que le noyau d’une cellule, dont le diamètre moyen est d’environ 5 à 10 μm (1 μm = 0,00l mm, ou 0,000039 pouce), ou la tête polygonale d’une particule virale, dont le diamètre peut être de l’ordre de seulement 20 à 30 nm.
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La structure et l’emplacement des chromosomes sont parmi les principales différences entre les virus, les procaryotes et les eucaryotes. Les virus non vivants ont des chromosomes constitués soit d’ADN (acide désoxyribonucléique), soit d’ARN (acide ribonucléique) ; ce matériel est très serré dans la tête virale. Chez les organismes à cellules procaryotes (c’est-à-dire les bactéries et les algues bleues), les chromosomes sont entièrement constitués d’ADN. L’unique chromosome d’une cellule procaryote n’est pas enfermé dans une membrane nucléaire. Chez les eucaryotes, les chromosomes sont contenus dans un noyau cellulaire lié à une membrane. Les chromosomes d’une cellule eucaryote sont principalement constitués d’ADN attaché à un noyau protéique. Ils contiennent également de l’ARN. Le reste de cet article concerne les chromosomes eucaryotes.
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Chaque espèce eucaryote possède un nombre caractéristique de chromosomes (nombre de chromosomes). Chez les espèces qui se reproduisent asexuellement, le nombre de chromosomes est le même dans toutes les cellules de l’organisme. Chez les organismes à reproduction sexuée, le nombre de chromosomes dans les cellules du corps (somatiques) est diploïde (2n ; une paire de chaque chromosome), soit le double du nombre haploïde (1n) présent dans les cellules sexuelles, ou gamètes. Le nombre haploïde est produit au cours de la méiose. Lors de la fécondation, deux gamètes se combinent pour produire un zygote, une cellule unique avec un jeu de chromosomes diploïdes. Voir aussi polyploïdie.
Les cellules somatiques se reproduisent en se divisant, un processus appelé mitose. Entre les divisions cellulaires, les chromosomes existent dans un état déroulé, produisant une masse diffuse de matériel génétique connue sous le nom de chromatine. Le déroulement des chromosomes permet à la synthèse de l’ADN de commencer. Au cours de cette phase, l’ADN se duplique en préparation de la division cellulaire.
Après la réplication, l’ADN se condense en chromosomes. À ce stade, chaque chromosome est en fait constitué d’un ensemble de chromatides dupliquées qui sont maintenues ensemble par le centromère. Le centromère est le point d’attache du kinétochore, une structure protéique reliée aux fibres du fuseau (partie d’une structure qui tire les chromatides vers les extrémités opposées de la cellule). Au cours de l’étape intermédiaire de la division cellulaire, le centromère se dédouble et la paire de chromatides se sépare ; à ce stade, chaque chromatide devient un chromosome distinct. La cellule se divise, et les deux cellules filles possèdent un jeu complet (diploïde) de chromosomes. Les chromosomes se déroulent dans les nouvelles cellules, formant à nouveau le réseau diffus de la chromatine.
Parmi les nombreux organismes qui ont des sexes séparés, il existe deux types fondamentaux de chromosomes : les chromosomes sexuels et les autosomes. Les autosomes contrôlent l’héritage de toutes les caractéristiques, sauf celles liées au sexe, qui sont contrôlées par les chromosomes sexuels. Les êtres humains possèdent 22 paires d’autosomes et une paire de chromosomes sexuels. Tous agissent de la même manière lors de la division cellulaire. Pour des informations sur les caractéristiques liées au sexe, voir groupe de liaison.
La cassure chromosomique est la rupture physique des sous-unités d’un chromosome. Elle est généralement suivie d’une réunion (fréquemment sur un site étranger, ce qui donne un chromosome différent de l’original). La cassure et la réunion des chromosomes homologues au cours de la méiose sont à la base du modèle classique de crossing over, qui aboutit à des types inattendus de descendants d’un accouplement.