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L’élément de base de tout être vivant est une entité microscopique appelée la cellule. Un être humain en contient à peu près 10 000 milliards. Chacune de ces cellules est une sorte d’usine vivante assurant plusieurs fonctions : absorber des éléments nutritifs, grandir, se débarrasser de ses déchets et se reproduire.
L’ADN
Chaque cellule possède un centre de contrôle constitué par un ou plusieurs chromosomes. Les bactéries par exemple n’en possèdent qu’un alors que les humains en possèdent 46. Ces chromosomes sont les acteurs clefs de la reproduction. Ils permettent à une cellule de se diviser pour donner naissance à deux cellules génétiquement identiques à la première. En 1953, Francis Crick et James Watson, révélèrent la structure intime du chromosome. Ils montrèrent que chacun est en fait une gigantesque molécule formée de deux brins complémentaires enlacés l’un autour de l’autre pour former la célèbre structure en double hélice. La découverte de cette molécule, l’acide désoxyribonucléique ou ADN, allait révolutionner la biochimie et la médecine.
L’unité de base d’un brin d’ADN est appelée un nucléotide. Il s’agit de l’association d’une base azotée, d’une molécule de sucre et d’une molécule de phosphate. Chaque nucléotide d’un brin est lié à un nucléotide de l’autre brin et c’est l’enchaînement de ces paires qui crée l’enlacement caractéristique de la double hélice. Il existe quatre types de bases azotées : l’adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T) mais seules deux associations en paires sont possibles : A-T ou G-C. Ainsi, par cette complémentarité très simple, la séquence des nucléotides sur l’un des brins de la molécule d’ADN permet de déterminer directement la succession des nucléotides sur l’autre brin.
Cette complémentarité est à la base de la propriété d’autoréplication de l’ADN. Lors de la division cellulaire, chaque chromosome se dédouble pour donner naissance à deux chromosomes identiques au premier. Ce processus de dédoublement de l’information génétique se déroule de la façon suivante au niveau de l’ADN. Les deux brins peuvent se séparer assez facilement car leur lien repose sur une liaison relativement faible. A ce stade, apparaissent alors deux bases de données distinctes, mais portant la même information de façon complémentaire. Il reste néanmoins à recréer deux véritables molécules d’ADN. C’est là que la reconstruction par complémentarité se produit : chaque brin puise des nucléotides dans le milieu environnant et les positionne dans le bon ordre pour recréer son complémentaire. On se retrouve ainsi avec deux molécules d’ADN identiques qui deviendront les chromosomes de deux nouvelles cellules.
Les protéines et l’ARN
Outre l’ADN, deux autres acteurs de la vie d’une cellule sont d’une importance primordiale : les protéines et l’ARN. Les protéines sont à la fois les briques et les ouvrières des cellules. Elles s’organisent pour créer la structure des cellules, régulent leur fonctionnement et assurent la mise en oeuvre de leur rôle dans l’organisme. Une protéine est une large molécule composée d’un certain nombre de sous-unités appelées les acides aminés. L’ordre dans lequel les acides aminés sont arrangés dans une protéine est directement déterminé par l’ADN présent dans le chromosome de la cellule. En effet, en regroupant les nucléotides par triplets et en considérant la valeur de leur base azotée (A, G, C ou T), il est possible de créer une sorte d’alphabet qui relie directement l’ordre des nucléotides sur un brin d’ADN à l’ordre des acides aminés dans une protéine.
Le processus qui permet de passer de l’ADN aux acides aminés et aux protéines met en jeu un nouvel acteur : l’acide ribonucléique ou ARN. Il s’agit d’une molécule similaire à l’ADN mais qui ne comporte qu’un seul brin. Lors de la synthèse des protéines, l’étape fondamentale qui transforme l’information contenue dans l’ADN en son expression tangible, c’est l’ARN qui assure les fonctions clefs. Dans un premier temps, l’ARN est créé par transcription d’un brin d’ADN dans un processus similaire à la reconstruction de la double hélice après division cellulaire. De part cette naissance, la molécule d’ARN possède alors toute l’information requise pour créer une protéine. Son travail consiste ensuite à collecter des acides aminés libres, à les transporter et à les assembler dans l’ordre correct.
L’ADN
Chaque cellule possède un centre de contrôle constitué par un ou plusieurs chromosomes. Les bactéries par exemple n’en possèdent qu’un alors que les humains en possèdent 46. Ces chromosomes sont les acteurs clefs de la reproduction. Ils permettent à une cellule de se diviser pour donner naissance à deux cellules génétiquement identiques à la première. En 1953, Francis Crick et James Watson, révélèrent la structure intime du chromosome. Ils montrèrent que chacun est en fait une gigantesque molécule formée de deux brins complémentaires enlacés l’un autour de l’autre pour former la célèbre structure en double hélice. La découverte de cette molécule, l’acide désoxyribonucléique ou ADN, allait révolutionner la biochimie et la médecine.
L’unité de base d’un brin d’ADN est appelée un nucléotide. Il s’agit de l’association d’une base azotée, d’une molécule de sucre et d’une molécule de phosphate. Chaque nucléotide d’un brin est lié à un nucléotide de l’autre brin et c’est l’enchaînement de ces paires qui crée l’enlacement caractéristique de la double hélice. Il existe quatre types de bases azotées : l’adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T) mais seules deux associations en paires sont possibles : A-T ou G-C. Ainsi, par cette complémentarité très simple, la séquence des nucléotides sur l’un des brins de la molécule d’ADN permet de déterminer directement la succession des nucléotides sur l’autre brin.
Cette complémentarité est à la base de la propriété d’autoréplication de l’ADN. Lors de la division cellulaire, chaque chromosome se dédouble pour donner naissance à deux chromosomes identiques au premier. Ce processus de dédoublement de l’information génétique se déroule de la façon suivante au niveau de l’ADN. Les deux brins peuvent se séparer assez facilement car leur lien repose sur une liaison relativement faible. A ce stade, apparaissent alors deux bases de données distinctes, mais portant la même information de façon complémentaire. Il reste néanmoins à recréer deux véritables molécules d’ADN. C’est là que la reconstruction par complémentarité se produit : chaque brin puise des nucléotides dans le milieu environnant et les positionne dans le bon ordre pour recréer son complémentaire. On se retrouve ainsi avec deux molécules d’ADN identiques qui deviendront les chromosomes de deux nouvelles cellules.
Les protéines et l’ARN
Outre l’ADN, deux autres acteurs de la vie d’une cellule sont d’une importance primordiale : les protéines et l’ARN. Les protéines sont à la fois les briques et les ouvrières des cellules. Elles s’organisent pour créer la structure des cellules, régulent leur fonctionnement et assurent la mise en oeuvre de leur rôle dans l’organisme. Une protéine est une large molécule composée d’un certain nombre de sous-unités appelées les acides aminés. L’ordre dans lequel les acides aminés sont arrangés dans une protéine est directement déterminé par l’ADN présent dans le chromosome de la cellule. En effet, en regroupant les nucléotides par triplets et en considérant la valeur de leur base azotée (A, G, C ou T), il est possible de créer une sorte d’alphabet qui relie directement l’ordre des nucléotides sur un brin d’ADN à l’ordre des acides aminés dans une protéine.
Le processus qui permet de passer de l’ADN aux acides aminés et aux protéines met en jeu un nouvel acteur : l’acide ribonucléique ou ARN. Il s’agit d’une molécule similaire à l’ADN mais qui ne comporte qu’un seul brin. Lors de la synthèse des protéines, l’étape fondamentale qui transforme l’information contenue dans l’ADN en son expression tangible, c’est l’ARN qui assure les fonctions clefs. Dans un premier temps, l’ARN est créé par transcription d’un brin d’ADN dans un processus similaire à la reconstruction de la double hélice après division cellulaire. De part cette naissance, la molécule d’ARN possède alors toute l’information requise pour créer une protéine. Son travail consiste ensuite à collecter des acides aminés libres, à les transporter et à les assembler dans l’ordre correct.
