Vous avez environ 50 000 milliards de cellules dans votre corps. Presque tous ont de l'ADN en eux - deux mètres de celui-ci, en fait. Si vous enchaînez tout cet ADN bout à bout, vous auriez une chaîne assez longue pour faire le tour de la Terre deux millions et demi de fois. Pourtant, d'une manière ou d'une autre, cet ADN est suffisamment emballé pour non seulement s'adapter à l'intérieur de votre corps, mais aussi s'intégrer dans les minuscules noyaux des cellules qui composent votre corps. Votre corps gère cela de la même manière que vous organiseriez une collection de cordes ou un arc-en-ciel de fil: il enroule et boucle les brins ensemble.
La structure de l'ADN
Une seule molécule d'ADN consiste en une longue chaîne de molécules d'adénine, de cytosine, de guanine et de thymine liées entre elles par des groupes sucre et phosphate. Les molécules d'ADN existent rarement seules; ils sont généralement appariés en brins complémentaires enroulés les uns autour des autres dans la fameuse configuration en double hélice. Comme deux brins de fil, l'ADN double brin fournit une sorte de protection chimique qui rend les deux ensemble plus forts qu'un seul. Ce double brin est le premier mécanisme d'emballage de l'ADN dans un emballage serré, réduisant les deux mètres de longueur à un.
Nucléosomes
Si vous aviez 50 mètres de fil, vous ne voudriez pas le laisser tomber en tas. Au lieu de cela, vous obtiendrez une bobine et enroulerez le fil autour. C'est la même chose que votre corps fait avec l'ADN. Il utilise des groupes de molécules appelées histones comme bobines d'ADN. La situation est un peu plus compliquée que votre bobine de fil, car votre corps doit pouvoir accéder à différentes parties de votre ADN à des moments différents. Ainsi, au lieu d'une seule grande bobine qu'il faudrait beaucoup dérouler pour arriver quelque part au milieu, votre corps fait beaucoup de petites bobines, faisant une boucle après l'autre dans votre ADN. Ces minuscules boucles d'ADN enroulé sont appelées nucléosomes, et chaque chromosome en possède des centaines de milliers. La structure résultante est communément appelée un « chapelet de perles ». Ce bobinage réduit la longueur de l'ADN d'environ un mètre à environ 14 centimètres.
La fibre 30 nm
La prochaine étape du compactage de l'ADN n'est pas aussi bien comprise, même si les résultats sont connus. D'une manière ou d'une autre, les nucléosomes s'enroulent les uns autour des autres, peut-être comme des pétales sur une marguerite si chaque pétale était un nucléosome vertical. Ensuite, les boucles circulaires des nucléosomes se superposent en spirale. Le résultat est une structure appelée fibre de 30 nanomètres, car c'est une chaîne de 30 milliardièmes de mètre de diamètre. Cette fibre de 30 nanomètres s'enroule ensuite sur elle-même, et les boucles s'enroulent à nouveau sur elles-mêmes - maintenant plus comme un écheveau de fil qu'une bobine de fil. Ce niveau d'enroulement est suffisant pour faire entrer l'ADN dans le noyau de la cellule.
Métaphase
Lorsqu'une cellule se divise, elle se divise en deux copies parfaites d'elle-même. Ces deux copies parfaites comprennent deux ensembles d'ADN. Pour se préparer à la duplication, les chromosomes sont encore plus condensés, s'alignant dans une étape de la vie cellulaire appelée métaphase. En métaphase, l'ADN a tellement de boucles sur boucles qu'il est comprimé à une longueur d'un dix millième de sa longueur d'origine. Ces formes compressées ont été la première forme d'ADN découverte.