Lorsque la plupart des gens entendent le terme « ADN », ils imaginent automatiquement la double hélice classique. Imaginer les composants qui composent cette grande spirale de matériel génétique semble souvent un peu plus compliqué. Heureusement, comprendre comment fonctionnent les paires de bases et même calculer des pourcentages pour chaque base dans un échantillon d'ADN est en fait simple.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Dans tout échantillon d'ADN, il existe quatre bases qui s'apparient d'une seule manière: l'adénine et la thymine, la guanine et la cytosine. Ils totalisent 100 pour cent de l'échantillon. La règle de Chargaff stipule que la concentration de chaque base dans une paire de bases est toujours égale à sa partenaire, donc la concentration d'adénine est égale à la concentration de thymine, par exemple. En utilisant ces informations et des calculs simples, vous pouvez trouver le pourcentage d'adénine dans un échantillon si vous connaissez le pourcentage de toute autre base.
Paires de bases d'ADN
La double hélice d'ADN contient deux brins de matériel génétique torsadés ensemble, de sorte qu'il s'insère à l'intérieur du noyau de la cellule. La structure de cette spirale résulte de la façon dont les quatre bases s'apparient et se lient les unes aux autres. Ces quatre bases sont l'adénine, la guanine, la thymine et la cytosine.
En termes de structure chimique, l'adénine et la guanine sont toutes deux des purines tandis que la thymine et la cytosine sont des pyrimidines. Cette différence chimique garantit que les liaisons hydrogène stables entre les bases s'apparient toujours de la même manière: l'adénine avec la thymine et la guanine avec la cytosine.
L'observation d'Erwin Chargaff
Les scientifiques n'ont pas toujours connu la fonction de l'ADN. En fait, la proposition de 1944 selon laquelle l'ADN pourrait être le matériel génétique de la cellule a inspiré des spéculations et même des controverses. Néanmoins, certains scientifiques ont commencé à étudier sérieusement l'ADN, notamment Erwin Chargaff. En 1950, Chargaff remarqua que, séparées, les purines (adénine et guanine) existaient toujours dans un rapport 1:1 avec les pyrimidines (thymine et cytosine). Cette découverte est devenue un incontournable scientifique: la règle de Chargaff.
Appliquer la règle de Chargaff
La règle de Chargaff signifie que dans tout échantillon, la concentration d'adénine sera toujours égale à la concentration de sa paire thymine, et les concentrations de guanine et de cytosine seront également égales. Si vous devez calculer le pourcentage d'adénine dans un échantillon d'ADN, vous pouvez utiliser la règle de Chargaff pour résoudre le problème. Par exemple, si vous savez que l'échantillon d'ADN contient 20 pour cent de thymine, vous savez automatiquement qu'il contient également 20 pour cent d'adénine, car ils s'apparient.
Vous pouvez également calculer le pourcentage d'adénine lorsque l'on donne le pourcentage de guanine ou de cytosine. Puisque vous savez qu'il n'y a que quatre bases dans l'ADN, les quatre bases ensemble doivent correspondre à 100 pour cent de l'échantillon. Si l'on sait que l'échantillon contient 20 pour cent de guanine, vous pouvez supposer qu'il contient également 20 pour cent de cytosine puisque la guanine et la cytosine s'apparient. Ensemble, cela représente 40 pour cent de l'échantillon total. Vous pouvez soustraire ces 40 pour cent de 100 pour cent et déterminer que 60 pour cent de l'échantillon doit être composé d'adénine et de thymine ensemble. Étant donné que ces deux bases existent toujours en concentrations égales, vous savez que l'échantillon d'ADN contient 30 pour cent d'adénine.
Les concepts associés à la biochimie de l'ADN semblent parfois très compliqués. Grâce à Chargaff, calculer les pourcentages de bases présentes dans un échantillon d'ADN n'est plus qu'un simple problème mathématique.