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Article 3 L’ADN, support universel de l’information
génétique
Dominique Joly
To cite this version:
Dominique Joly. Article 3 L’ADN, support universel de l’information génétique. 101 Secrets de l’ADN. CNRS Éditions, Paris., pp.33-35, 2019. �hal-02397566�
3. L’ADN support universel de l’information génétique
Dominique Joly, Évolution, Génomes, Comportement, Ecologie (EGCE, Gif-sur-Yvette)
Tous les êtres vivants sur Terre partagent la façon dont l’information génétique est codée dans les cellules. Il y a bien quelques variantes, le vivant étant source inépuisable de diversité, mais le codage de cette information sous la forme d’un alphabet de quatre lettres, l’ADN, est universel.
L’ADN ou acide désoxyribonucléique est un polymère naturel composé de trois types de molécules : un phosphate sur lequel vient s’ancrer un sucre (le désoxyribose) qui porte lui-même une base azotée parmi les 4 possibles que sont l’adénine (A), la thymine (T), la guanine (G) et la cytosine (C).
Les molécules de phosphate et de sucre se lient l’une à l’autre telles les perles alternées d’un collier. En revanche, la base azotée (A, T, G ou C) liée aux sucres peut varier d’un sucre à l’autre, créant une succession (on dit une « séquence ») de bases azotées, par exemple ATTACCGAGT. Une séquence ADN se caractérise donc par deux paramètres, sa longueur, dont l’unité de mesure est le nombre de bases « b » (égal à 10 dans l’exemple ci-dessus) et l’ordre de celle-ci (la séquence est énoncée par la lecture lettre à lettre, de gauche à droite). Dans les cellules, l’ADN est constituée de 2 polymères, soit 2 brins d’ADN qui s’associent par l’interaction moléculaire des bases azotées. Les liaisons entre bases assurent le maintien de la structure en double brin ADN, qui s’enroule sous la forme de double hélice. Lors de cette interaction, A et T s’associent toujours, de même que C et G. Chaque brin correspond à la séquence complémentaire et inversée de l’autre. Ainsi est-il possible de séquencer l’ADN par n’importe lequel de ces deux brins, ce qui permet de connaître l’autre. Pour un ADN double brin, la longueur de la séquence se mesure en nombre de paires de bases complémentaires (pb, toujours égal à 10 dans l’exemple ci-dessus).
Séquencer le génome d’un organisme revient à déterminer la séquence de toutes les molécules d’ADN présentes dans cet organisme. La longueur de cette séquence peut être extrêmement variable : le génome de la bactérie Escherichia coli contient 4,6 millions de paires de bases (Mpb = 4 600 000 pb), celui de l’espèce Homo sapiens estimé à environ 3 200 Mpb. Cependant les organismes les plus complexes ne sont pas forcément ceux qui ont le plus long génome. L’amibe Polychaos dubium détient le record de taille du génome du monde vivant connu avec une longueur de 675 000 Mbp, soit 210 fois plus long que celui de l’Homme !
La séquence ADN d’un génome est une mosaïque de régions qui ont toutes des rôles
différents. Elle comprend des gènes que la cellule va utiliser pour produire des ARN, puis des protéines (telles les enzymes). Il existe aussi des séquences mobiles d’ADN qui vont se déplacer d’un endroit du génome à l’autre, voire d’un organisme à autre. Il existe aussi de nombreuses autres régions dont la fonction reste encore inconnue.
Le séquençage ADN à haut débit permet d’accéder à toutes les informations génétiques contenues dans l’ADN, pour reconstruire l’histoire évolutive des organismes, pour
comprendre leur capacité d’interactions avec les autres organismes et d’adaptation à leurs environnements. La connaissance de cette variabilité des génomes, au niveau des individus,
des populations et des communautés d’organismes, est en enjeux crucial dans le contexte du changement climatique et de bouleversement de la biodiversité.
Référence bibliographique
Kapusta A, Suh A, Feschotte C., 2017, « Dynamics of genome size evolution in birds and mammals », Proceedings of the National Academy of Sciences, 114:E1460.
En présence d’alcool et de sels minéraux, de grandes quantités d’ADN précipitent sous la forme de filaments blanchâtres qui sont visible à l’œil nu. Photographie F. Viala / CNRS photothèque.
