L'ADN

 

Au mois d’avril 1953, le magazine Nature (*) publie un article de James Watson et Francis CRICK décrivant la structure en double hélice de l'ADN. Pour ces travaux, les deux scientifiques recevront le Prix Nobel en 1962.

La structure de l’ADN

Les nucléotides sont des molécules constituées d'un sucre, d'une base et d'un groupement phosphate.

Le sucre est un désoxyribose, et les différentes bases sont au nombre de 4 : « A » pour Adénine, « G » pour Guanine, « T » pour Thymine et « C » pour Cytosine.
Une molécule d'ADN (Acide DésoxyriboNucleïque) est formée d'une succession de nucléotides enchaînés les uns aux autres. Cet enchaînement ne se fait que dans un sens (noté sens de l'élongation du brin) : de  5' vers 3' (5' et 3' étant les numéros des atomes de carbone du sucre).

Un nouveau nucléotide se fixera sur le carbone 3' libre de la chaîne par son carbone 5'.

Chaque nucléotide est caractérisé par sa base. Comme il existe 4 bases différentes (A, C, G, T), il y a donc 4 nucléotides différents.

L'ordre de succession des nucléotides ou plus exactement de leur base détermine la séquence du brin d'ADN.

D'autres facteurs sont nécessaires à l'élongation d'une chaîne.

De façon naturelle, l'ADN est le plus souvent sous forme de 2 brins associés et complémentaires.

Cette association est le résultat de l'appariement spécifique des bases Adénine avec (et toujours) Thymine, et Cytosine avec (et toujours) Guanine.

Les 2 brins ont une orientation inverse, ils sont dits antiparallèles.

L'appariement spécifique des bases est une notion très importante.

  • Les liaisons entre les bases sont fortes, il est nécessaire de chauffer l'ADN quelques secondes à 90° pour séparer les 2 brins : c'est la dénaturation.
  • A l'inverse, dans certaines conditions de température, une molécule d'ADN simple brin s'appariera avec un ADN dont la séquence est complémentaire : c'est la renaturation ou hybridation.
  • Les deux brins ne sont pas rectilignes, mais enroulés en double hélice sous leur forme la plus simple.

Où trouve-t-on l’ADN ?

La double hélice se présente comme une grande chaîne qui, après plusieurs repliements, forme les chromosomes.

L'ADN se trouve :
  • dans le noyaux des cellules eucaryotes
- quel que soit le tissu de l'organisme
- quel que soit l'animal ou le végétal
  • dans le cytoplasme des cellules procaryotes (bactéries)
  • dans les virus (pour certains virus, il n’y a pas d’ADN mais de l’ARN).

A quoi sert l’ADN ?

Nous savons que :

  • La totalité de l'information génétique est inscrite dans la structure de l'ADN, c'est-à-dire dans l'enchaînement de ses bases ou sa séquence.
  • L'ADN est identique dans toutes les cellules d'un même individu.
  • Chaque espèce possède des portions d'ADN qui lui sont propres.
  • Au sein d'une même espèce, chaque individu possède des portions d'ADN qui lui sont spécifiques : chaque être est unique.
L'ADN est un marqueur efficace de l'espèce.

On sait mettre en évidence les portions spécifiques d'une espèce donnée (ou d'un même individu).

Mais ces portions sont en très faible quantité. Les techniques ne sont pas suffisamment sensibles pour les déceler.

Il faut donc augmenter artificiellement la quantité de la portion d'ADN qui nous intéresse (et celle-là seulement) pour la rendre détectable. Cela est possible grâce à une technique appelée PCR (Polymerase Chain Reaction).

(*) Watson J., Crick F. Molecular structure of nucleic acids. A structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature, 2 avril 1953 ; vol. 171, page 737.