L'acide désoxyribonucléique, ou ADN, est la molécule qui contient l'information génétique dans les cellules d'un organisme. Les sous-unités d'un brin d'ADN sont appelées nucléotides.
Caractéristiques
Constitué d'un sucre à cinq carbones (désoxyribose), d'un groupe phosphate et d'une base azotée, un nucléotide se lie avec un autre nucléotide dans une séquence répétitive, formant un très long, continu brin d'ADN. La base azotée sera de quatre types: Guanine (G), Adénine (A), Cytosine (C) ou Thymine (T).
Liées par des liaisons hydrogène, les bases s'attachent les unes aux autres de manière spécifique: la guanine doit toujours s'apparier à la cytosine et l'adénine doit toujours se lier à la thymine. Celles-ci sont appelées "paires de base" et se rejoignent pour former des structures comme les marches d'une échelle. De cette façon, un brin d'ADN est toujours complémentaire du second, formant la double hélice.
Importance
La séquence de liaisons est un code d'instruction génétique, comme un plan, qui détermine comment un organisme sera fabriqué, réparé ou maintenu. C'est ce qu'on appelle l'expression des gènes.
Un gène est un segment d'ADN codé génétiquement, emballé ensemble dans des structures appelées chromosomes. Les chromosomes se trouvent dans le noyau de chaque cellule.
Une fonction
L'information génétique n'est pas utilisée directement à partir de l'ADN. L'acide ribonucléique (ARN) est utilisé et la transcription est le processus par lequel ce code est copié de l'ADN en ARN (acide ribonucléique). Une fois copié, le code génétique peut être lu et exprimé. Le processus s'appelle la traduction.
La traduction implique un processus très complexe avec de nombreuses étapes, produisant finalement une protéine ou un produit d'ARN qui a une fonction spécifiée.
Histoire
La découverte de la structure de l'ADN peut être largement attribuée à plusieurs personnes clés, dont Johann Friedrich Miescher, qui a été le premier à isoler la molécule d'ADN. Il a réussi à séparer la "nucléine" des cellules, supposant que la substance pourrait jouer un rôle important dans l'hérédité. En 1944, Oswald Avery et ses collègues Collin Macleod et Maclyn McCarty ont publié un article sur le principe de transformation. Ils ont démontré que l'ADN est le matériel génétique des cellules. Erwin Chargaff a proposé que les bases azotées d'un nucléotide soient telles que les unités guanine soient toujours égales à la cytosine et que la quantité d'adénine soit la même que la thymine. Il a également proposé que la composition de l'ADN soit différente d'une espèce à l'autre. Celles-ci sont devenues connues sous le nom de « Règles de Chargaff ». Rosalind Franklin est en grande partie responsable de la recherche clé, menant à la découverte de la structure de l'ADN. Elle a découvert la structure principale grâce à un processus appelé diffraction des rayons X. La plupart des travaux de Crick et Watson ont utilisé ses recherches. Francis Crick et James Watson ont utilisé les films cristallographiques aux rayons X de Franklin et ont découvert la forme hélicoïdale ainsi que les motifs répétitifs des bases nucléotidiques. À partir de ces informations, ils ont construit des modèles d'ADN à grande échelle.
Considérations
Lorsque la plupart des gens pensent à "l'expression génétique", ils ont tendance à penser en termes de traits de caractère physiques, tels que la couleur des cheveux et des yeux. En fait, il englobe toute la constitution et la fonction de l'organisme. C'est aussi la façon dont les maladies héréditaires se transmettent chez l'homme, comme l'anémie falciforme, qui est causée par une seule mutation génétique. Il y a entre 30 000 et 40 000 gènes dans une cellule d'un être humain. La longueur peut varier: de 1 000 paires de bases à des centaines de milliers. Il y a environ trois milliards de paires de bases sur une molécule d'ADN humain.