ADN

L’acide désoxyribonucléique, mieux connu sous son acronyme ADN (ou DNA en anglais), est une macromolécule qui a la plupart du temps la forme d’une double-hélice à base de deux chaînes hélicoïdales enroulées, chacune autour du même axe.
L’ADN représente le patrimoine génétique de toute forme de vie et en particulier de l’espèce humaine.

Composition chimique

L’ADN est composé en majorité de 2 brins, chacun est en fait un enchaînement de nucléotides, il existe 4 types de nucléotides dans l’ADN: A (adénine), G (guanine), C (cytosine) et T (thymine). Ces nucléotides forment dans la double-hélice des paires sous forme A-T, T-A ou G-C, C-G. Un nucléotide se compose chimiquement d’un groupe phosphate, d’un résidu de désoxyribose (sucre) et d’une base azotée. T et C appartiennent à la famille moléculaire des pyrimidines, A et G à la famille des purines (une consommation excessive de purines, par ex. sous forme de viande, peut provoquer la maladie appelée goutte). Ces pairs de nucléotide, au nombre d’environ 145 nucléotides, s’enroulent autour de 8 histones pour former un nucléosome. Tous les nucléosomes forment l’ADN superenroulé et composent le chromosome (voir ci-dessous pour davantage d’informations).
Il faut savoir qu’une partie de l’ADN humaine peut aussi prendre la forme d’une quadruple hélice, il semble que cette forme soit particulièrement fréquente dans les cellules qui se divisent rapidement comme les cellules cancéreuses.

Aspect biologique

L’ADN se trouve dans le noyau des cellules humaines et en petite partie dans les mitochondries. Les chromosomes sont formés notamment d’ADN. Rappelons que l’être humain possède 22 paires de chromosomes homologues et 1 paire de chromosomes sexuels (XX chez la femme et XY chez l’homme). On estime que chacune des cellules humaines contient plus de 2 m d’ADN enroulés.

Photo: © Andrea Danti – Fotolia.com

Synthèse des protéines

Pour résumer et simplifier (car la génétique, la science étudiant l’ADN est plus complexe et évolue rapidement) l’ADN représente la base de l’information. En effet, un gène (une séquence de nucléotides de l’ADN) produit l’ARN, qui à la différence de l’ADN contient un seul brin et non deux et le nucléotide T de l’ADN devient U dans l’ARN.

L’ARN, sous forme de mRNA (RNA messager), permet la synthèse des protéines (à base d’acide aminés). Les protéines jouent un rôle clé dans l’organisme et assument de nombreuses fonctions: structures, transports, hormones (messager), défenses (anticorps) ou encore les enzymes (qu’on retrouve dans de très nombreuses réactions chimiques, ex. dans l’énergie comme l’ATP).

Télomères

Les télomères permettent de protéger l’ADN au niveau des chromosomes. Pour imager, ils ont la même fonction que le petit tube de plastique qu’on trouve au bout d’un lacet pour le protéger. Au niveau de l’ADN, les télomères permettent de protéger le chromosome face à un effilochage et une dégénérescence.
A chaque division cellulaire, un processus qui augmente naturellement avec l’âge, la taille des télomères diminue. On sait que des télomères courts sont associés à davantage de maladies chroniques liées à l’âge. Au contraire des longs télomères semblent être un signe de longévité. Lire aussi : Le régime méditerranéen pour vivre plus longtemps, on sait mieux pourquoi

Historique de la découverte de l’ADN

Une histoire anglo-saxonne 
Le 25 avril 1953, les chercheurs Francis Crick et James Watson de l’Université de Cambridge en Angleterre décrivaient pour la première fois la structure de l’ADN dans un article publié dans la revue britannique de référence Nature (titre exact : Molecule Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid).
Francis Crick était britannique et James Watson américain.
Ils ont en particulier été les premiers scientifiques à proposer une structure en 3 dimensions (à deux chaînes hélicoïdales enroulées chacune autour du même axe avec les nucléotides au centre) de l’ADN. Les 2 scientifiques de Cambridge ont aussi compris et démontré que le nucléotide A d’une chaîne d’ADN était toujours associé à T alors que G était associé à C. Comme on l’a vu plus haut ces nucléotides forment dans la double-hélice des paires sous forme A-T, T-A ou G-C, C-G.

D’autres chercheurs, notamment en Angleterre avec le britannique né en Nouvelle-Zélande Maurice Wilkins et la britannique Rosalind Franklin (King’s College à Londres) ainsi qu’aux Etats-Unis avec l’Américain Linus Pauling (au Caltech à Pasadena en Californie), travaillaient aussi sur l’ADN mais n’ont pas réussi à positionner ou modéliser, notamment pour Pauling, les bases de nucléotides à l’intérieur de la double-hélice. Ces scientifiques cherchaient à les positionner à l’extérieur.
Maurice Wilkins et Rosalind Franklin travaillaient à Londres en particulier sur la diffraction de rayons X, ce qui permettait de visualiser l’ADN et a grandement aidé les 2 chercheurs de Cambridge. Une photo prise par Mme Franklin, appelée “photo 51” montrait notamment clairement la structure hélicoïdale de l’ADN.

Prix Nobel
Les 2 chercheurs Francis Crick et James Watson ont partagé avec Maurice Wilkins en 1962 le prix Nobel de physiologie et de médecine pour leur découverte géniale qui allait changer le monde de la biologie et de la génétique.
La scientifique Rosalind Franklin, qui aussi contribué à la découverte de la structure de l’ADN, n’a pas reçu le prix Nobel. Elle est morte jeune, à l’âge de 37 ans, en 1958 des suites d’un cancer de l’ovaire formant des métastases.

News sur l’ADN et la génétique

– On comprend mieux “le gène” (BRCA1) d’Angelina Jolie
– L’environnement davantage responsable du cancer que “la malchance”

Lire aussi : épigénétique – prévention du cancer du sein

Sources (références) :
Folha de S.Paulo, The Gene: An Intimate History (de Siddhartha Mukherjee, livre publié en 2016), Nature.

Photos :
Adobe Stock

Date mise à jour :
16.06.2023