Depuis que James Watson et Francis Crick ont révélé la structure de l'ADN, il a été accepté comme la molécule de l'hérédité. Avant leur découverte, la communauté scientifique gardait un certain scepticisme quant au fait que l'ADN était à la hauteur, car le rôle de l'ADN est quadruple et il semblait trop simple qu'une molécule remplisse ces quatre fonctions nécessaires: la réplication, l'encodage, la gestion des cellules et la capacité de subir une mutation.
La structure unique de l'ADN lui permet de remplir toutes ces fonctions.
Les blocs de construction de l'ADN
L'ADN est l'abréviation de l'acide désoxyribonucléique. Il est constitué de quatre bases azotées, abrégé A, C, G et T. Ces bases forment deux brins et se lient ensemble dans une formation en double hélice.
A se lie toujours avec T dans un brin, et C se lie toujours avec G dans l'autre, ce qui est appelé le appariement de bases complémentaires régner.
Réplication
L'un des objectifs de l'ADN est de se répliquer. Cela signifie qu'un brin d'ADN fait une copie de lui-même. Cela se produit pendant la division cellulaire et c'est ainsi que l'ADN transmet les traits hérités à l'ensemble de cellules suivant.
Durant Réplication de l'ADN, la double hélice se déroule pour former deux brins simples. Lorsque les deux brins d'ADN sont séparés et qu'un nouveau brin est construit avec succès, il utilisera le motif du brin existant pour construire une copie exacte.
Parfois, pour diverses raisons, la réplication ne produit pas une copie exacte. C'est ce qu'on appelle un mutation de l'ADN. Les mutations sont essentielles à l'évolution, car elles permettent aux organismes de développer des adaptations qui peuvent les aider à survivre dans des environnements changeants.
Cependant, les mutations de l'ADN chez l'homme peuvent également amener les parents à transmettre sans le savoir certaines maladies génétiques à leurs enfants, notamment la fibrose kystique, la maladie de Tay-Sachs et l'anémie falciforme.
Codage
L'encodage est une autre fonction de l'ADN. Le travail de chaque cellule est effectué par des protéines, donc l'un des rôles de l'ADN est de construire les bonnes protéines pour chaque cellule. L'ADN remplit ce rôle en contenant des sections à trois bases - appelées codons - qui dirigent la formation de protéines.
Dans une longue étendue d'ADN, chaque codon contient l'information qui dirige l'assemblage d'un acide aminé sur une protéine. Différents codons correspondent à l'assemblage d'un autre acide aminé sur une protéine, donc une section entière d'ADN avec une séquence donnée de bases construira une protéine spécifique.
Gestion cellulaire
Dans les organismes multicellulaires, une seule cellule fécondée, un zygote, se divise et se duplique plusieurs fois pour former un être vivant entier. Chaque cellule possède exactement le même matériel génétique, mais différentes cellules se développent de différentes manières.
C'est-à-dire dans un processus appelé différenciation cellulaire certaines cellules construisent les bonnes protéines pour devenir des cellules du foie, d'autres des cellules de la peau, d'autres des cellules de l'estomac. De plus, les cellules doivent changer leur façon de fonctionner à mesure que les conditions changent. Les cellules de votre estomac, par exemple, doivent produire plus d'hormones et d'enzymes digestives lorsque de la nourriture est présente.
L'ADN le fait grâce à des signaux qui activent et désactivent la production de protéines impliquées dans la digestion. Le même genre de chose se produit lorsque les cellules se différencient: les signaux déclenchent les bons niveaux de production de protéines pour former la cellule appropriée.
La capacité de muter
L'évolution est le changement de caractéristiques au fur et à mesure que les générations d'un organisme sont produites. L'évolution se produit à petite échelle au sein d'un organisme - comme des changements de couleur de peau ou de cheveux chez l'homme - et également à grande échelle - comme la création de la vaste gamme de vie sur Terre à partir d'un début unicellulaire organisme.
Cela ne peut arriver que si la molécule génétique peut changer, peut muter. Au fur et à mesure que l'ADN se réplique pour produire des œufs et spermatozoïdes, les changements peuvent se glisser à plusieurs niveaux.
Une solution consiste à effectuer des modifications ponctuelles qui ajoutent, soustraient ou modifient une séquence existante. D'autres changements se produisent lorsque les molécules d'ADN se croisent, modifiant l'arrangement des gènes sur chacun des deux brins croisés de l'ADN.