Introduction
L'ADN est souvent appelé le « plan de construction » ou le « code de la vie ». Présent dans le noyau de presque toutes les cellules d'un organisme, cette macromolécule porte les gènes, unités d'information qui dictent la synthèse des protéines, les ouvrières de la cellule. Sa capacité à se répliquer fidèlement permet la transmission des caractères héréditaires et la perpétuation de la vie à travers les générations. L'étude de l'ADN a révolutionné la biologie, la médecine, la justice et notre compréhension de l'évolution.
Description
L'ADN est un polymère, une longue chaîne composée de sous-unités appelées nucléotides. Chaque nucléotide est formé d'un sucre (le désoxyribose), d'un groupe phosphate et d'une base azotée. Il existe quatre bases différentes : l'adénine (A), la thymine (T), la cytosine (C) et la guanine (G). C'est l'ordre précis de ces bases le long de la chaîne qui constitue l'information génétique, à la manière des lettres d'un alphabet. La molécule d'ADN est constituée de deux brins complémentaires qui s'enroulent l'un autour de l'autre pour former la célèbre double hélice. Les deux brins sont liés entre eux par des liaisons hydrogène entre les bases, selon une règle stricte d'appariement : A s'apparie toujours avec T, et C avec G. Cette complémentarité est la clé de la réplication de l'ADN. Les gènes sont des segments spécifiques de cette longue molécule. L'information qu'ils contiennent est d'abord transcrite en une molécule intermédiaire, l'ARN messager, qui est ensuite traduite en protéines dans le cytoplasme de la cellule, selon le code génétique universel.
Histoire
La découverte de l'ADN est le fruit d'un travail scientifique cumulatif. En 1869, le biochimiste suisse Friedrich Miescher isole pour la première fois une substance riche en phosphore dans le noyau des cellules, qu'il nomme « nucléine ». En 1944, l'expérience d'Avery, MacLeod et McCarty démontre que l'ADN, et non les protéines, est le support matériel de l'hérédité. Le tournant majeur intervient en 1953 lorsque James Watson et Francis Crick, s'appuyant sur les clichés de diffraction aux rayons X de Rosalind Franklin et Maurice Wilkins, proposent le modèle de la double hélice, publié dans la revue Nature. Cette découverte leur vaudra le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1962. Par la suite, le déchiffrement du code génétique dans les années 1960, le développement du séquençage de l'ADN (méthode de Sanger, 1977) et l'aboutissement du Projet Génome Humain en 2003 ont marqué des étapes fondamentales.
Caracteristiques
L'ADN possède plusieurs propriétés remarquables. Sa structure est antiparallèle : les deux brins sont orientés en sens inverse. Elle est aussi complémentaire et semi-conservative : lors de la réplication, chaque brin sert de modèle pour synthétiser un nouveau brin complémentaire, ce qui donne deux molécules-filles identiques, chacune composée d'un brin ancien et d'un brin neuf. La molécule est extrêmement longue et compactée : l'ADN d'une seule cellule humaine, déroulé, mesurerait environ 2 mètres. Pour tenir dans le noyau microscopique, il est enroulé autour de protéines appelées histones pour former la chromatine, elle-même super-enroulée en chromosomes. L'ADN est également sujet à des mutations, des modifications de la séquence des bases, qui peuvent être à l'origine de maladies mais sont aussi le moteur de l'évolution.
Importance
L'importance de l'ADN est absolument centrale. En biologie, il est le fondement de la génétique et de la théorie synthétique de l'évolution. En médecine, il permet le diagnostic de maladies génétiques, le développement de thérapies ciblées (médecine personnalisée), les tests de paternité et la recherche sur le cancer. En justice, l'analyse de l'empreinte génétique (profilage ADN) est devenue un outil incontournable pour l'identification des individus. En agronomie, il permet la création d'organismes génétiquement modifiés (OGM). En anthropologie et en archéologie, l'étude de l'ADN ancien éclaire les migrations humaines et l'histoire des espèces. Enfin, sur un plan philosophique, la découverte de l'ADN a profondément transformé notre vision de l'identité, de l'hérédité et de notre place dans le monde vivant.
