Structure ADN

La structure de l'ADN

L’acide désoxyribonucléique (ou ADN) est une molécule que l'on retrouve dans tous les organismes vivants. L'ADN est présent dans le noyau des cellules eucaryotes, dans le cytoplasme des cellules procaryotes, dans les mitochondries ainsi que dans les chloroplastes. Certains virus possèdent également de l'ADN. L'ADN est le support de l'information génétique. Il est à la base de la synthèse des protéines.

L'ADN possède une structure en forme de double hélice (découverte en 1953 par James Dewey Watson, Francis Crick et coll.). L'ADN est un polymère de bases désoxyribonucléiques, plus communément appelées nucléotides. Chaque nucléotide est constitué d'un groupement phosphate (ou acide phosphorique) lié a un sucre (= le désoxyribose) lui-même lié à une base azotée. Ces bases sont au nombre de quatre : l'adénine (notée A), la thymine (notée T), la cytosine (notée C) et la guanine (notée G). Le squelette de l'ADN est formé de la répétition sucre-phosphate.

Un nucléotide est composé d'un acide phosphorique, d'un désoxyribose et d'une base azotée

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Les bases azotées ne peuvent s'associer que deux à deux par leurs liaisons hydrogènes :

• Trois liaisons hydrogènes entre la guanine et la cytosine.

• Deux liaisons hydrogènes entre l'adénine et la thymine.

Ainsi l'Adénine est toujours associée à la Thymine la Guanine toujours associée à la Cytosine

Watson et Crick ont eu accès aux travaux de plusieurs chercheurs, en particulier à Cambridge, qui cherchaient à déterminer la structure de l'ADN grâce à l'observation de la diffraction de rayons X à travers des cristaux d'ADN purifié. Ces travaux leur ont permis de conclure :

• à l'existence de deux chaînes dans la molécule d'ADN;
• à leur association en une forme d'hélice;
• à une association anti-parrallèle de ces deux chaînes.

A partir de ces différents points (deux chaînes anti-parallèles en hélice, associées par des bases azotées complémentaires deux à deux), Watson et Crick ont pu réaliser un modèle moléculaire tridimensionnel de la molécule d'ADN.

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L'ADN dans la cellule

En février 1953, on raconte que Francis Crick aurait surgi dans le pub The Eagle à Cambridge en annonçant qu'il avait, avec James Watson, découvert rien de moins que le secret de la vie.C'est la découverte de la structure de l'ADN qui allait permettre, dans les années suivantes, de comprendre les bases moléculaires de l'hérédité.

L'ADN constitue le matériel génétique de la cellule et le matériel génxétique d'un être vivant doit : 1. Détenir l'information génétique propre à son espèceComme nous le verrons, l'ordre d'enchaînement des nucléotides constitue un message, une information permettant à la cellule d'assembler dans le bon ordre les acides aminés de ses protéines. Et c'est la sorte de protéine que fabrique un être vivant qui détermine ses caractéristiques physiques. 2. Pouvoir se reproduire avec le moins d'erreurs possiblesÀ chaque fois qu'une cellule se divise en deux cellules, l'information doit être reproduite intégralement de façon à ce que chacune des deux cellules obtenues détienne l'ensemble de l'information qui était dans la cellule de départ. 3. Pouvoir se modifier (mais pas trop)L'ADN n'est pas une molécule d'une stabilité à toute épreuve. Des modifications accidentelles peuvent modifier le message. Un nucléotide, par exemple, peut être remplacé par un autre ce qui modifie le message. Ce sont ces modifications qui permettent l'évolution. Sans elles, l'évolution ne serait pas possible. 4. Pouvoir être traduit en caractéristiques physiquesLe message contenu dans l'ADN doit pouvoir être "lu" par la cellule. Ce n'est pas tout de détenir de l'information, mais encore, cette information doit pouvoir être utilisée, elle doit pouvoir être traduite en quelque chose de concret, en protéines dans le cas de l'ADN. Chacune de ces propriétés fondamentales de la vie découle de la structure de l'ADN. La découverte de la structure de l'ADN a permis de comprendre sous quelle forme est l'information dans la cellule, comment cette information peut se reproduire, comment elle peut se modifier permettant ainsi l'évolution et comment elle peut être traduite en caractéristiques physiques transmissibles à travers les générations.

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