LES ROMANS ET FILMS POLICIERS AU REGARD DE LA SCIENCE
ADN ET GÉNÉTIQUE
La génétique est la science de l’hérédité qui étudie la transmission au fil des générations, la variabilité… du patrimoine génétique (génome, ensemble du matériel génétique).
GÉNÉRALITÉ EN GÉNÉTIQUE
Définition et structure
L’ADN, Acide Désoxyribonucléique, est une macromolécule organique présente dans toutes les cellules et chez de nombreux virus, elle constitue l’information génétique appelée génome.
La présence de l’ADN au sein de toutes les cellules du vivant quelque soit l’espèce définie un lien de parenté étroit au sein du monde vivant. C’est un acide nucléique appartenant, au même titre que les protides et les glucides, à la famille des biopolymères (ensemble de monomères ayant subi la polymérisation, issus de la biomasse) essentiels à toutes forme de vie.
La molécule d’ADN est un édifice chimique formé des atomes : carbone (C), hydrogène (H), oxygène (O), souffre (S), phosphore (P) et azote (N).
Celle-ci est qualifiée de « Polymère de Nucléotides ».
Le nucléotide est un assemblage de 3 composés liés par des liaisons covalentes :
Acide phosphorique : H3PO4
Désoxyribose (sucre)
Base Azotée
La molécule d’ADN possède une structure particulière. Elle est formée de 2 chaines (ou brins), enchainement de nucléotides liés par des liaisons covalentes fortes, enroulées en « double hélice ». La molécule d’ADN est dite « bicaténaire ». Les deux brins sont dits « complémentaires » et maintenus liés par des liaisons par « pont d’hydrogène ».
Règle de complémentarité : Chaque nucléotide de chaque brin est lié à un nucléotide de l’autre brin qui lui est complémentaire, selon la règle :
A vis-à-vis de T
C vis-à-vis de G
Liaison hydrogène : ou « pont d’hydrogène » force intermoléculaire (faible) entre un atome d’hydrogène et un autre atome électronégatif (0 ; N ; F).
L’ADN, au sein des cellules, est organisé en structures appelées « chromosomes » : forme compacte de l’ADN, notamment à l’aide de protéines : histone.
Rôle et unicité de la séquence génétique
• Le gène ; unité de base de l’hérédité, est un fragment de la molécule d’ADN.
• Le gène est une séquence nucléotidique dont le but est de coder ou de paramétrer la synthèse d’une protéine (chaine polypeptidique) spécifique à chaque gène.
• Un gène se distingue par, à la fois sa position (locus) sur la molécule ou sur le chromosome et par le nombre et l’ordre des bases azotées.
Par conséquent, l’ADN est donc un « plan de construction » de l’organisme.
• Le langage génétique est qualifié d’« universel », la molécule d’ADN est commune à toutes les espèces vivantes par sa structure et sa composition au sein de toutes les cellules.
De l’expression du gène à la protéosynthèse
Les fonctions essentielles biochimiques des cellules (réactions chimiques, transmission de signaux, transports de gaz …) et leur structure elle-même sont assurées par des molécules de structure complexe et très réactives : les « protéines ».
Protéines : chaîne complexe formée par un assemblage d’acides aminés liés par des liaisons peptidiques. Chaque protéine diffère des autres par le nombre d’acides aminés dans la chaîne (taille de la molécule) et la séquence des acides aminés (il existe 20 types d’acides aminés différents).
L’ADN gouverne la synthèse des protéines bien que celui-ci soit séparé du cytoplasme, lieu de la synthèse, par la paroi nucléaire. L’ADN ne quitte à aucun moment le noyau lors de l’assemblage des acides aminés.
Il existe un intermédiaire entre le noyau et le cytoplasme. Cet agent intermédiaire est L’ARN (Acide RiboNucléique).
ARN : macromolécule monocaténaire qui, comme l’ADN, est constituée d’une succession de nucléotides de 4 types (Adénine, Guanine, Cytosine, Uracile).
L’ARNm (ARN messager) est une copie d’un gène. Cette copie est fabriquée à l’intérieur du noyau par le biais d’un agent biochimique : « L’ARN-polymérase ». C’est l’étape de « transcription ».
ARN-polymérase : complexe enzymatique responsable de la transcription de l’ADN en ARNm.
L’ARNm étant de taille beaucoup plus petite que l’ADN, il quitte le noyau à travers des pores et il atteint le cytoplasme.
La synthèse protéique est localisée dans le cytoplasme, au niveau de structures appelées « Ribosomes ».
Ribosomes : organites cellulaires associés à la paroi du réticulum endoplasmique granuleux, formés de deux sous-unités (une petite et une grande).
Les ribosomes sont capables de reconnaître, de se fixer sur une molécule d’ARNm et puis de réaliser l’assemblage des acides aminés. Un triplet de nucléotides de l’ARNm (codon) code pour un acide aminé spécifique (ou plusieurs) selon le code génétique.
Plusieurs ribosomes se succèdent et effectuent un assemblage sur une même molécule d’ARN et forment ainsi un ensemble appelé « polysome » : C’est la « traduction ».
La traduction de l'ARNm se fait en 3 étapes:
l'initiation (rencontre du codon initiateur)
l'élongation (polymérisation)
la terminaison (arrêt de la traduction par rencontre du codon stop)
La phase de traduction est suivie par une phase de maturation de la chaîne polypeptidique.