Cours - L'ADN

ADN et organisation de l’information génétique

L’ADN (Acide DésoxyriboNucléique) est une molécule en forme de double hélice constituée de nucléotides.
Chaque nucléotide est composé de :

  • un groupement phosphate,

  • un sucre (le désoxyribose),

  • une base azotée (adénine, thymine, cytosine ou guanine).

L’ADN constitue le support de l’information génétique et entre dans la composition des chromosomes.

Gène, allèle et chromosome

Un gène est une portion d’ADN contenant une information génétique déterminant un caractère (couleur des yeux, groupe sanguin, etc.). Cette information peut être transmise à la descendance, mais pas systématiquement.

Un allèle est une version différente d’un même gène. Chaque individu possède deux allèles pour un gène, un hérité du père et un de la mère.

Un chromosome est une structure constituée d’ADN condensé. Il est le support des gènes.
L’être humain possède 46 chromosomes, organisés en 23 paires.

Avant la division cellulaire, le chromosome est issu de la condensation de la chromatine.
Après réplication, chaque chromosome est constitué de deux chromatides identiques, reliées par un centromère, afin de permettre une répartition correcte lors de la mitose.

La chromatine correspond à l’ensemble des substances nucléaires composées d’ADN et de protéines.
Une chromatide est chacune des deux parties identiques d’un chromosome après sa réplication.

Cellules somatiques et cellules sexuelles

Les cellules somatiques (cellules du corps) possèdent 46 chromosomes.
Les cellules sexuelles (gamètes : spermatozoïdes et ovocytes) ne possèdent que 23 chromosomes.

Mitose et méiose

La mitose

La mitose est une division cellulaire asexuée qui concerne les cellules somatiques.
Elle permet l’obtention de deux cellules filles identiques à la cellule mère, tant sur le plan du caryotype (chromosomes) que du génotype (allèles).
Son rôle est d’assurer la croissance, le renouvellement et la réparation des tissus.

La méiose

La méiose est une double division cellulaire sexuée qui concerne uniquement les cellules germinales.
À partir d’une cellule diploïde, elle permet la formation de quatre cellules haploïdes appelées gamètes.
Elle permet la reproduction et le brassage génétique.

Lors de la fécondation, un gamète mâle et un gamète femelle fusionnent pour former un zygote, rétablissant ainsi la diploïdie.

L’expression de l’information génétique

L’expression de l’information contenue dans l’ADN se fait en trois grandes étapes :

1. La réplication

C’est la copie de l’ADN afin de transmettre une information identique aux cellules filles.

2. La transcription

C’est la fabrication d’un ARN messager (ARNm) à partir d’un brin d’ADN sous l’action de l’ARN polymérase.
L’ARNm contient le message génétique à transmettre à la cellule.

3. La traduction

Cette étape permet la fabrication des protéines à partir de l’ARNm, grâce aux ribosomes. Les protéines ainsi synthétisées assurent les fonctions cellulaires.

Les différents types d’ARN

  • ARNm (messager) : transporte l’information génétique du noyau vers le cytoplasme.

  • ARNt (transfert) : permet l’assemblage des acides aminés lors de la synthèse des protéines.

  • ARNr (ribosomal) : constitue les ribosomes, lieux de fabrication des protéines.

L’ARNm est une copie simple brin d’un gène.
Son rôle est de servir de matrice pour la synthèse des protéines.

La PCR (Polymerase Chain Reaction)

La PCR est une technique de biologie moléculaire qui permet d’amplifier artificiellement une séquence d’ADN afin d’en obtenir une grande quantité.
Elle est utilisée notamment pour :

  • les diagnostics médicaux,

  • l’identification génétique,

  • la détection de virus,

  • les analyses judiciaires.

Les causes des maladies

On distingue plusieurs origines possibles :

  • Les maladies infectieuses (grippe, rougeole…),

  • Les maladies génétiques (mucoviscidose, hémophilie A…),

  • Les maladies multifactorielle (origine génétique + environnementale) comme le diabète ou les maladies cardiovasculaires.

Les génomes exogènes

Ils concernent :

  • la bactériologie,

  • la virologie,

  • la parasitologie.

Ils s’intéressent au :

  • caractère pathogène,

  • degré de virulence,

  • résistance aux traitements,

  • charge virale,

  • suivi thérapeutique.

Les anomalies chromosomiques

Il existe deux grands types d’anomalies chromosomiques :

Anomalies du nombre

Exemple : trisomie 21 (présence de 3 chromosomes 21).

Anomalies de structure

Elles concernent des:

  • cassures,

  • délétions,

  • inversions,

  • translocations chromosomiques.
    Exemple : leucémie myéloïde chronique (LMC) avec translocation t(9;22).