L'ADN, support de l'information génétique
Cours · SVT (seconde), chapitre 2 · seconde générale, sciences de la vie et de la Terre · le début du chapitre, la suite sur Adloun
Toutes les cellules de tous les êtres vivants – bactérie, champignon, plante, animal, être humain – contiennent la même molécule pour stocker leur information héréditaire : l'ADN (acide désoxyribonucléique). Ce chapitre en décrit la localisation, la structure et le rôle, et explique pourquoi son universalité rend possible des techniques comme la transgenèse.
2.1 Une molécule présente dans tous les êtres vivants
L'ADN (acide désoxyribonucléique) est la molécule qui porte l'information génétique dans toutes les cellules de tous les êtres vivants connus, quel que soit leur degré de complexité ou leur espèce. On parle d'universalité de la molécule d'ADN.
Cette universalité est un argument fort en faveur de la parenté entre tous les êtres vivants : ils partagent tous le même « langage » moléculaire pour coder l'information biologique, même si la séquence elle-même diffère d'une espèce à l'autre, voire d'un individu à l'autre au sein d'une même espèce.
On trouve de l'ADN aussi bien dans une bactérie Escherichia coli, dans une levure de boulangerie, dans une feuille de basilic que dans une cellule de la peau humaine. Dans tous les cas, la molécule a la même structure chimique de base : seule la séquence des informations qu'elle porte change.
2.2 Localisation de l'ADN dans la cellule
Chez les organismes dont les cellules possèdent un noyau (cellules eucaryotes : animaux, végétaux, champignons), l'ADN est contenu dans le noyau cellulaire, où il est associé à des protéines pour former des structures compactes appelées chromosomes.
Propriété : Localisation nucléaire
Dans une cellule eucaryote, l'ADN est localisé dans le noyau, organisé en chromosomes. Chaque espèce possède un nombre de chromosomes caractéristique : par exemple, une cellule humaine (hors cellules reproductrices) possède 46 chromosomes, organisés en 23 paires.
Un chromosome, observé lors de la division cellulaire, apparaît condensé en une structure en forme de bâtonnet. Décondensé, il correspond en réalité à une très longue molécule d'ADN repliée sur elle-même et enroulée autour de protéines.
Cette localisation nucléaire n'est cependant pas la seule. Chez les procaryotes – les bactéries, dont les cellules ne possèdent pas de noyau – l'ADN n'est pas enfermé dans un noyau : il se trouve directement dans le cytoplasme. Par ailleurs, même chez les eucaryotes, une petite quantité d'ADN existe en dehors du noyau, dans certains organites (les mitochondries, et les chloroplastes des cellules végétales). L'essentiel de l'information génétique reste toutefois porté par l'ADN du noyau. Dans tous les cas, chaque cellule vivante contient de l'ADN : c'est bien une molécule universelle.
2.3 La structure de la molécule d'ADN
2.3.1 La double hélice
Observée en détail, la molécule d'ADN a la forme d'une double hélice : deux longs filaments, appelés brins, enroulés l'un autour de l'autre et maintenus ensemble sur toute leur longueur.
Chaque brin d'ADN est une chaîne de milliers à millions d'unités appelées nucléotides, reliées bout à bout. Un nucléotide est composé d'un sucre, d'un groupe phosphate, et d'une base azotée. Il existe quatre bases azotées différentes :
- l'Adénine (A) ;
- la Thymine (T) ;
- la Guanine (G) ;
- la Cytosine (C).
La figure fig:nucleotide montre l'organisation d'un nucléotide : un groupe phosphate et un sucre (le désoxyribose) forment le « montant » du brin, tandis que la base azotée constitue le « barreau ». C'est uniquement la base (A, T, G ou C) qui change d'un nucléotide à l'autre.
2.3.2 La complémentarité des bases
Les deux brins de la double hélice ne sont pas indépendants : ils sont reliés par des liaisons entre bases azotées, selon une règle stricte.