Aujourd’hui je vais essayer de vous expliquer comment se présente l’ADN dans nos cellules.

                     D’abord quelle est la structure de l’ADN ?

           L'ADN est formé de deux chaînes symétriques de désoxyriboses (voir schéma ci dessous),  composés de sucres reliés par des phosphates. Entre ces deux chaînes, les bases azotées (C, G, T, A) sont liées par une liaison chimique normale aux sucres, mais reliées entre elles par des liaisons plus faibles, qui ressemblent à des attractions magnétiques.
           La cytosine C est toujours opposée à la guanine G et la thymine T à l'adénosine A.
           La structure de l'ADN est hélicoïdale comme le montre le schéma de droite.

         Les liaisons faibles entre bases (C-G ou T-A) peuvent être plus facilement rompues de telle sorte que les deux chaines s'ouvrent comme une fermeture éclair, grâce à l'action de protéines particulières.
         Un enzyme, l’ADN-polymérase resynthétise la chaîne opposée de chacune des deux châines qui se sont séparées, de telle sorte que l'on ait ensuite deux ADN identiques. (je vais montrer comment plus loin)
         Les cellules qui se reproduisent gardent donc le même ADN, support de leur caractéristiques héréditaires.

                L’ADN dans nos cellules :

        Il est étonnant que l'ADN qui, déroulé, mesure environ 2m de long, arrive à tenir dans les chromosomes du noyau d'une cellule, donc dans un espace inférieur au micron. (le millième de millimètre)
    L'ADN est enroulé et compacté en plusieurs étapes :
    D 'abord il est enroulé autour de 8 molécules appelées histones (à gauche, largeur 10 nm; cela ressemble à un jeu de boules lol), qui sont assemblées six par six, à la suite les unes des autres. Ce sont les nucléosomes.
    Ces filaments de nucléosomes hexaédriques font environ 30 nm (un nanomètre = 1 milliardième de mètre),et sont compactés (figure de droite) pour former la chromatine.

                            Reproduction de l'ADN :

           Je vais très rapidement vous montrer comment l’ADN se reproduit identique à lui même (en biochimie on dit qu'il se réplique).
           C’est une usine chimique complexe dont les “ouvriers” sont des protéines spécialisées (des “ases” ou enzymes), qui du fait de leur formule chimique dans l’espace tout à fait spécifique, agissent en un endroit très précis de l’ADN, pour y favoriser une réaction de transformation, qui consomme de l’énergie.
          Cette énergie est apportée par une molécule particulière fabriquée par notre organisme à partir du glycogène que nous stockons : l’ATP ou adénosine tri-phosphate. De plus du magnésium (Mg ++) est nécessaire pour stabiliser les phosphates, d’où l’importance de cet élément pour notre organisme. 

          On commence par décompacter la chromatine pour libérer le brin d’ADN (on défait le compactage que je vous ai précédément expliqué, un peu comme votre PC décompacte un document pour que vous puissiez le lire.)
          Alors qu’une première protéine maintient fermée la double hélice à l’arrière du “chantier”, une autre "ase" déroule puis sépare les brins de l’hélice, tandis qu’une troisième maintient en place cette forme linéaire, comme le feraient des pinces.
         Puis une protéine va réaliser des “briques” pour fabriquer de nouvelles chaînes, morceaux élémentaires de sucres, phosphates et bases puriques (C, G, T, A). Deux protéines vont alors progresser le long de chaque brin et resynthétiser la chaîne de l’hélice et des barreaux, complémentaire de celle existant en face et qui a été séparée.
        Un premier brin est définitif, le second brin a une extrémité en plusieurs exemplaires et avec un léger retard sur le premier brin, la bonne structure est choisie pour qu’il y ait parfaite complémentarité.
        Enfin une autre série de protéines va à nouveau enrouler et compacter le brin et, en même temps, les chromosomes, puis les noyaux cellulaires, puis les cellules elles-mêmes vont se diviser pour donner deux cellules identiques à celle à l’origine.

                     Le génome humain :

        Le séquençage du génome humain s'est achevé en 2003 et une version complète est accessibles aux chercheurs, en ligne, sur internet. Elle correspond à un séquençage à 99% de la partie comprenant les gènes et à 90% des 3 milliards de nucléotides. Mais Il faut ensuite caractériser les 30 000 gènes environ qu'il comporte.
       Les gènes ne représentent que 30% des nucléotides, le reste représentant « l'ADN silencieux » dont il reste à découvrir le rôle exact dans l'expression des gènes.
       Le séquençage est difficile et nécessite des programmes performants d'ordinateur.
       On ne peut déterminer que des séquences de quelques milliers de bases qu'il faut ensuite assembler. Chaque séquence est réalisée en faisant des milliers de fragments à partir d'un nucléotide fixe unique, et on sépare ces éléments par électrophorèse (migration dans un gel) de telle sorte que leur longueur ne diffère que d'une seule base qui est ensuite caractérisée ;
       La quantité d'ADN, contrairement à ce qui a été longtemps supposé, n'est pas proportionnelle à la complexité d'un organisme.
       La comparaison entre le génome humain et celui de mammifères comme la souris est très important pour la compréhension des mécanismes génomiques.

      Dans le prochain article, je vous parlerai de l’ARN messager qui transfère les caractéristiques de l’ADN pour “fabriquer” nos protéines.