Structure et caractéristique de l'ADN
ADN, ou acide désoxyribonucléique comme il est connu sur son nom formel, est un composant de chaque cellule vivante sur terre. Il se trouve dans le noyau de la cellule dans la plupart des types de cellules. Chaque molécule d'ADN est faite de deux polymères ou chaînes qui sont extrêmement longues. Ces deux chaînes sont capables de s'attacher ensemble par un raccordement où les atomes d'hydrogènes se relient l'un à l'autre. La façon dont les atomes d'hydrogènes se combinent est comme une double hélice et donne à la molécule entière sa forme.
Les constituants de l'ADN
Trois constituants sont propres à l'ADN et vont le différencier de l'ARN.
- l'ose entrant dans la constitution de l'ADN est du désoxyribose;
- les bases constituants les nucléotides d'ADN sont A, G, C et T;
- la molécule d'ADN est habituellement formée de deux chaînes (brins) de nucléotides.
Caractéristiques des deux chaînes d'ADN
complémentarité
En 1950 Erwin Chargaff a découvert que dans une molécule d'ADN donnée, la proportion d'adénine (A) est égale à celle de la thymine (T). A = T. La relation entre l'adénine et la thymine est égal à l'unité (A/T = 1). La proportion de guanine (G) est égale à celle de la cytosine (C). G=C.
La relation entre la guanine et la cytosine est égal à l'unité (G/C= 1). La proportion des bases puriques (A + G) est égale à celle des bases pyrimidiques (T+C). (A+G) = (T+C) = 50%. La relation entre (A +G) et (T + C) est égal à l'unité (A+G)/(T+C)=1.
Toutefois, le ratio de (A + T) et (G+C) était caractéristique de chaque organisme et peut prendre par conséquence des valeurs différentes selon l'espèce étudiée.
Ce résultat indique que les acides nucléiques ne sont pas la répétition monotone d'un tétranucléotide. Il y avait une variabilité dans la composition des bases azotées.
Antiparallèles
Les molécules d'acide désoxyribonucléiques sont formées de deux chaînes dont les nucléotides sont hybridés deux à deux sur toute la longueur. Elles sont antiparallèles, c'est à dire que l'extrémité 5' de l'une est du côté de l'extrémité 3' de l'autre. Pour que tous les nucléotides puissent s'hybrider; il faut que l'ordre dans lequel ils sont liés ensemble soit complémentaire de la chaîne opposée.
Doubles hélices
Watson et Crick (1953) ont été les premiers chercheurs à proposer une structure pour les acides nucléiques et leurs travaux de recherche ont été récompensés par le Prix Nobel en 1962, partagé avec M. H. F. Wilkins. Ils décrivaient pour la première fois dans une étude la structure tridimensionnelle de l'ADN, molécule en forme de double hélice renfermant le patrimoine génétique de toute forme de vie.
Deux chaînes polynucléotidiques sont enroulées en hélice autour d'un axe commun. Ces chaînes sont en direction opposée. Les squelettes sucre phosphate sont en dehors, et les bases à l'intérieur. Les bases sont perpendiculaires à l'axe de l'hélice et les bases adjacentes sont séparées par 3,4 angströms (Å). La structure hélicoïdale se répète tous les 34 Å, soit toutes les10 bases, soit un tour d'hélice (un pas). Le diamètre de l'hélice est de 20 A. Entre G et C, on a 3 liaisons hydrogènes, contre 2 seulement entre A et T. Les liaisons hydrogène, relativement fragiles, peuvent être détruites par chauffage ou par un pH élevé, dans ces conditions les structures secondaires disparaissent pour l'ADN, le résultat est la séparation complète des deux brins qui le composent : il y a dénaturation de la molécule.
En raison de la stricte complémentarité des bases, la dénaturation est réversible, les deux brins peuvent, dans des conditions appropriées de température et de force ionique, rétablir des liaisons hydrogènes entre leurs bases et reprendre la configuration en double hélice d'origine.
La détermination de cette structure a permis par la suite de comprendre l'ensemble des mécanismes moléculaires de l'expression génétique : réplication de l'ADN, transcription des ARN, code génétique, etc.
