ADN: découverte, structure et mutations

L'ADN est un acide nucléique qui contient les informations nécessaires à la synthèse des protéines. Cette information est héréditaire et vitale pour tout organisme.

Rédigé et vérifié par Farmacéutica Clara Sebastin.

Dernière mise à jour : 05 août, 2021

L’ADN est un acide désoxyribonucléique, qui contient les informations nécessaires à la synthèse des protéines. Il se trouve à l’intérieur de toutes nos cellules et du reste des êtres vivants et est héréditaire.

Les organismes eucaryotes, y compris nous-mêmes, ont de l’ADN dans le noyau cellulaire. En revanche, les procaryotes, comme les bactéries, ont de l’ADN dans le cytoplasme.

L’ADN, une molécule complexe

La découverte de l’ADN

L’ADN a été isolé pour la première fois en laboratoire par le biologiste Friedrich Miescher. Il a découvert qu’il y avait une substance dans le noyau des cellules, l’ADN, qu’il a nommé nucléine.

Par la suite, le biochimiste PA Levene a découvert qu’il se compose de phosphate, du sucre désoxyribose et de quatre bases azotées. Ceux-ci sont:

• Cytosine (C).
• Guanine (G).
• Adénine (A).
• Thymine (T).

De plus, Chargaff a montré qu’à quelques exceptions près, tous les ADN ont le même nombre de molécules de thymine et d’adénine, et autant de cytosine que de guanine.

En 1953, à partir des données de diffraction des rayons X obtenues par Rosalind Franklin, Watson et Crick ont proposé la structure en double hélice. Cela a révolutionné et marqué le début de l’avancement de la biologie moléculaire au cours des décennies suivantes.

La structure en double hélice

Ainsi, l’ADN est une double hélice droite composée de deux chaînes nucléotidiques. “Hélice droite” signifie qu’elle tourne vers la droite. Les nucléotides sont la base structurelle de l’ADN et ont trois composants :

• Sucre désoxyribose.
• Base azotée: qui peut être, comme nous l’avons dit, la cytosine (C), l’adénine (A), la guanine (G) ou la thymine (T).
• Groupe phosphate.

Les bases azotées d’une chaîne se joignent à celles de l’autre: l’adénine à la thymine (AT) et la guanine à la cytosine (GC). Ces appariements composent la structure spatiale caractéristique de l’ADN.

De cette façon, les deux chaînes nucléotidiques sont complémentaires et antiparallèles, car elles vont en sens inverse l’une de l’autre.

L’ADN: la clé de la vie

L’ADN est le seul moyen de stocker des informations biologiques. De plus, il est héréditaire et contient le code pour créer et maintenir chaque organisme: le code génétique.

Le code génétique établit la correspondance entre les nucléotides et les acides aminés. De plus, l’ordre de distribution des quatre bases (A, T, C, G) le long de la chaîne détermine les acides aminés qui seront synthétisés.

Les acides aminés sont ensuite combinés pour former des protéines. Ainsi, l à la structure d’une protéine, outre sa séquence de repliement dépendant de l’acide aminé initial. Et ceci, à son tour, de la séquence nucléotidique. Le bon repliement des protéines est essentiel pour leur activité.

Les protéines se lient à d’autres éléments, qui finiront par constituer une cellule. Ainsi, l’unité structurelle de base des êtres vivants est créée à partir de l’ADN: la cellule.

Mutations et cancer

Les mutations sont des changements ou des variations dans les séquences d’ADN. Si elles se produisent dans des cellules somatiques, elles ne sont pas transmises à la descendance. C’est l’inverse si elles se produisent dans des cellules germinales. Certaines mutations peuvent avoir des effets bénéfiques, mais la plupart sont néfastes.

Mutations bénéfiques: évolution

Dans ce cas, une mutation modifie une protéine. C’est en quelque sorte un avantage adaptatif. Les individus porteurs de la mutation, grâce à la sélection naturelle, survivent et la transmettent à leur progéniture. C’est la base biologique de l’évolution.

Mutations nocives

Selon leurs conséquences, les mutations délétères peuvent être de plusieurs types :

• Compatibles avec la vie: elles peuvent être “silencieuses” ou des mutations qui modifient une protéine, mais dont les effets ne sont pas mortels. Ce dernier cas est celui de maladies telles que l’albinisme ou la drépanocytose. Les silencieuses, malgré des changements dans l’ADN, ne modifient aucune protéine.

• Mortelles: elles modifient les protéines essentielles à la vie, provoquant la mort des organismes.
• Délétères: elles modifient les protéines et diminuent les chances de survie.
• Cancérogènes: elles sont responsables de l’apparition d’une tumeur.
• Tératogènes: elles provoquent des malformations chez le fœtus et le nouveau-né. Et peuvent être dues à des produits chimiques ou à des radiations sur la femme enceinte.

Le cancer

L’accumulation de mutations cancérigènes provoque une division incontrôlable des cellules, provoquant des tumeurs ou des carcinomes. Ainsi, pour qu’une cellule saine devienne cancéreuse, de nombreuses mutations doivent s’accumuler. De plus, des « changements épigénétiques » doivent se produire. Autrement dit, des changements dans l’environnement et la régulation des cellules.

Enfin, les cellules cancéreuses peuvent envahir les tissus voisins. Ce processus est connu sous le nom de métastase. Ces dernières peuvent pénétrer dans la circulation sanguine et se propager au reste du corps. Ainsi, elles forment une nouvelle tumeur dans un autre tissu.