Objectifs

• Situer l'ADN dans la cellule : noyau, chromosomes, gènes.
• Décrire un nucléotide et la structure en double hélice.
• Appliquer la règle de complémentarité des bases (A-T, C-G) pour reconstituer un brin.
• Comprendre que la séquence des bases constitue l'information génétique, et qu'elle est universelle.
• Connaître les grandes étapes de la découverte de la structure de l'ADN.

1. Où se trouve l'ADN ?

Chez les êtres vivants dont les cellules ont un noyau (animaux, plantes, champignons), l'ADN (acide désoxyribonucléique) se trouve principalement dans le noyau. Il y forme les chromosomes. Chez l'être humain, une cellule ordinaire contient 46 chromosomes, soit 23 paires. Un gène est une portion d'ADN qui porte une information précise (par exemple, pour fabriquer une protéine).

flowchart LR
A[Organisme] --> B[Cellule]
B --> C[Noyau]
C --> D[Chromosome]
D --> E[Molecule d ADN]
E --> F[Gene]
F --> G[Nucleotides]

2. Le nucléotide, brique de l'ADN

Un nucléotide est formé de trois parties :

• un groupement phosphate ;
• un sucre à cinq carbones, le désoxyribose ;
• une base azotée, parmi quatre : A (adénine), T (thymine), C (cytosine), G (guanine).

Les nucléotides s'enchaînent : le phosphate de l'un se lie au sucre du suivant. Cela forme un brin, dont le « montant » alterne sucre et phosphate, et d'où dépassent les bases.

3. La double hélice et la complémentarité des bases

La molécule d'ADN est formée de deux brins enroulés l'un autour de l'autre en double hélice. Elle ressemble à une échelle tordue :

• les montants sont faits de l'alternance désoxyribose et phosphate ;
• les barreaux sont des paires de bases, reliées par des liaisons faibles (liaisons hydrogène).

Légende le schéma d'un fragment d'ADN « déroulé » (deux barreaux de l'échelle) :

Exemple résolu : reconstituer le brin complémentaire

Un brin d'ADN a pour séquence : ATGCCTAG. Quelle est la séquence du brin complémentaire ? Cherche d'abord.

Exemple résolu : les proportions de bases

Dans l'ADN d'une cellule, 30 % des bases sont des adénines (A). Quels sont les pourcentages de T, de C et de G ?

4. Une molécule qui porte l'information génétique

Les deux montants sont identiques d'une molécule à l'autre ; ce qui change, c'est la séquence des bases. Cette séquence est une information : elle détermine notamment les protéines que la cellule fabrique, et donc certains caractères de l'individu. L'ADN humain compte environ 3 milliards de paires de bases.

5. Repères historiques

1. 1869Friedrich Miescher isole dans le noyau des cellules une substance qu'il appelle « nucléine » : c'est l'ADN.
2. Vers 1950Erwin Chargaff montre que l'ADN contient autant de A que de T et autant de C que de G.
3. 1952Rosalind Franklin obtient par diffraction des rayons X une image qui suggère une structure en hélice.
4. 1953James Watson et Francis Crick proposent le modèle de la double hélice, en s'appuyant sur ces résultats.
5. 2003Fin du projet international de séquençage du génome humain.

Récapitulatif

• L'ADN se trouve dans le noyau, où il forme les chromosomes ; un gène est une portion d'ADN.
• Un nucléotide = phosphate + désoxyribose + une base (A, T, C ou G).
• L'ADN est une double hélice de deux brins complémentaires : A avec T, C avec G.
• La séquence des bases constitue l'information génétique.
• La structure de l'ADN est la même chez tous les êtres vivants : elle est universelle.