Structure du génome humain et organisation de l'ADN

L'ADN est un polymère de nucléotides formé de deux brins antiparallèles enroulés en double hélice. Chaque nucléotide contient un sucre (désoxyribose), un phosphate et une base azotée (A, T, C, G). Les deux brins sont liés par des liaisons hydrogène entre bases complémentaires (A-T, C-G). Dans le noyau, l'ADN s'enroule autour de protéines histones pour former les nucléosomes, unité de base de la chromatine. Cette compaction permet de loger environ 2 mètres d'ADN dans un noyau de quelques micromètres.

La fibre de chromatine de 10 nm (collier de perles) se compacte en fibre de 30 nm grâce à l'histone H1. Cette fibre forme des boucles fixées à un échafaudage protéique, puis se condense davantage pour former le chromosome métaphasique, visible en mitose. Le degré de compaction varie selon le cycle cellulaire : l'euchromatine est décondensée et active transcriptionnellement, l'hétérochromatine reste condensée et inactive.

Le génome humain haploïde contient environ 3,2 milliards de paires de bases. Seulement 1,5 % code pour des protéines (exons). Le reste est constitué d'ADN non codant : introns, séquences répétées (transposons, rétrotransposons, microsatellites), pseudogènes et ADN intergénique. Les séquences répétées dispersées (SINEs, LINEs) représentent près de 45 % du génome.

Le génome humain est réparti en 23 paires de chromosomes (22 paires d'autosomes + 1 paire de gonosomes XX ou XY). Le caryotype permet de visualiser les chromosomes classés par taille et bandes. Les anomalies chromosomiques peuvent être numériques (aneuploïdies comme la trisomie 21) ou structurales (délétion, translocation). La cytogénétique moléculaire (FISH) permet de détecter des microremaniements.