Qu'est-ce que l'ADN? Ses caractéristiques, pièces et fonctions

L'ADN est probablement la molécule d'origine biologique la plus connue., on le trouve chez tous les êtres vivants de la planète Terre. Mais... Pourquoi l'ADN est-il si important ?

L'ADN (acide désoxyribonucléique) contient les instructions nécessaires à la vie: dans notre L'ADN contient les informations nécessaires à la fabrication de toutes les protéines de notre corps. Les protéines remplissent de nombreux rôles, déterminent la structure des cellules et dirigent presque tous les processus métaboliques de l'organisme.

Les différences dans le code génétique sont responsables d'une multitude de phénomènes que l'on observe chez l'homme et l'animal: par exemple, pourquoi certains les gens sont plus susceptibles que d'autres de développer certaines maladies, ou pourquoi les chiens ont des queues, des couleurs d'yeux différentes ou le groupe sanguine. Tous nos traits physiques et mentaux sont déterminés par la génétique, bien que l'environnement puisse alors influencer significativement notre développement.

Nous avons tous entendu parler de l'ADN et nous connaissons son rôle fondamental dans notre corps en tant que gardien de l'information génétique, mais... Existe-t-il d'autres fonctions? Dans cet article, nous parlons en profondeur de l'ADN, de sa structure et de toutes ses fonctions.

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Qu'est-ce que l'ADN exactement ?

L'ADN est l'acronyme de l'acide désoxyribonucléique. On peut dire que l'ADN est la pierre angulaire de tous les êtres vivants, contient tous les gènes nécessaires à la fabrication des protéines, molécules essentielles au fonctionnement de notre organisme.

L'ADN contient notre matériel hérité, qui fait de nous ce que nous sommes, aucune personne n'a le même ADN qu'une autre: chaque personne a un code unique contenu dans la longue molécule d'ADN. L'information contenue dans l'ADN est transmise de parent à enfant et environ la moitié de l'ADN d'un enfant est d'origine paternelle et l'autre moitié est maternelle.

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Structure de l'ADN

L'ADN est décrit comme un polymère de nucléotides, c'est-à-dire une longue chaîne constituée de petites molécules.

Les nucléotides sont les unités fondamentales de l'acide désoxyribonucléique (ADN). Chaque nucléotide peut être divisé en trois parties: un glucide (2-désoxyribose), une base azotée et un groupement phosphate (dérivé de l'acide phosphorique).

Les nucléotides se distinguent par leur base azotée, et c'est le nom de la base qui est précisé lors de la présentation de la séquence d'ADN, puisque les deux autres composants sont toujours les mêmes. Il existe quatre bases différentes :

• Adénine (A)
• Cytosine (C)
• Guanine (G)
• Thymine (T)

L'ADN prend la forme d'une double hélice, lorsqu'il est vu à un niveau tridimensionnel; Il est composé de deux chaînes liées par des liaisons hydrogène., formant une molécule double brin. Les paires de bases forment la spirale en forme d'échelle et le squelette de phosphate de sucre forme les côtés de support de l'hélice d'ADN.

Les bases sont alignées en ordre séquentiel le long de la chaîne, codant l'information génétique selon le critère de complémentarité: A-T et G-C. L'adénine et la guanine sont de plus grande taille que la thymine et la cytosine, ce qui rend ce critère de complémentarité nécessaire pour que l'ADN reste uniforme.

D'un autre côté, L'ADN se trouve dans le noyau cellulaire des eucaryotes, ainsi que dans les chloroplastes et les mitochondries. Dans les organismes procaryotes, la molécule se trouve libre dans le cytoplasme dans un corps de forme irrégulière appelé nucléoïde. Enfin, il convient d'ajouter que la structure de l'ADN diffère entre les cellules procaryotes et eucaryotes. Dans les cellules eucaryotes, il a une structure linéaire et les extrémités de chaque chaîne sont libres; cependant, dans les cellules procaryotes, l'ADN est contenu dans un long double brin circulaire.

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A quoi sert l'ADN ?

L'ADN a trois fonctions principales dans le corps: stocker des informations (gènes et génome complet), produire des protéines (transcription et traduction) et dupliquer pour s'assurer que l'information est transmise aux cellules filles lors de la division téléphone portable.

Les informations nécessaires à la construction et au maintien d'un organisme sont stockées dans l'ADN, qui est transmis de parent à enfant. L'ADN qui porte cette information est appelé ADN génomique, et l'ensemble des informations génétiques est appelé le génome. Nous avons plus de deux mètres d'ADN et nos noyaux sont beaucoup plus petits: L'ADN est organisé en molécules compactes appelées chromatine, qui correspondent à l'association de l'ADN, de l'ARN et des protéines. La chromatine s'assemble ensuite en chromosomes, des structures hautement organisées qui permettent les divisions cellulaires.

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Les catégories et les parties de l'ADN

L'ADN peut être divisé en deux grandes catégories: l'ADN non codant et l'ADN codant. Voyons ses fonctions spécifiques.

1. L'ADN codant

On ne peut pas parler de codage de l'ADN sans parler de gènes. Un gène est une section d'ADN qui influence un trait ou une caractéristique d'un organisme.comme la couleur des yeux ou le groupe sanguin. Les gènes ont des régions codantes appelées cadres de lecture ouverts, ainsi que des sections de contrôle appelé enhancers et promoteurs qui influencent la région codante à transcrire. La quantité totale d'informations contenues dans le génome d'un organisme s'appelle le génotype.

L'ADN possède l'information pour la fabrication des protéines, qui sont appelées les ouvrières de l'organisme, et qui remplissent une multitude de fonctions; certaines protéines sont structurelles, comme les protéines des cheveux ou du cartilage, tandis que d'autres sont fonctionnelles, comme les enzymes.

Le corps utilise 20 acides aminés différents pour fabriquer environ 30 000 protéines différentes.. La molécule d'ADN doit indiquer à la cellule l'ordre dans lequel les acides aminés doivent être joints.

L'hérédité détermine quelles protéines seront produites, en utilisant l'ADN comme modèle pour les construire. Parfois, des modifications du code ADN (mutations) entraînent un dysfonctionnement des protéines, provoquant des maladies. À d'autres moments, cependant, les changements de code entraîneront des altérations bénéfiques chez les individus, qui pourront alors mieux s'adapter à leur environnement.

Un gène a de l'ADN qui est lu et converti en une substance d'ARN messager. Cet ARN transmet l'information entre l'ADN du gène et la machinerie responsable de la fabrication des protéines.. L'ARN agit comme un modèle pour la machinerie de production afin que les acides aminés soient disposés et connectés dans le bon ordre pour fabriquer une protéine.

Bien que la transcription en protéines soit le rôle fondamental de l'ADN. Le dogme central de la biologie ADN → ARN → protéine s'est avéré faux, et en fait il existe de multiples processus qui influencent et transfèrent l'information. Certains virus utilisent l'ARN comme matériau d'origine (virus à ARN), et le processus d'information circulant de l'ARN à l'ADN est connu sous le nom de transcription inverse ou ADN de transcription inverse. Il existe également des séquences d'ARN non codantes qui sont créées en transférant des séquences d'ADN à de l'ARN, et celles-ci peuvent avoir une fonction sans être transformées en protéines.

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2. ADN non codant

Environ 90 % du génome d'une personne ne code pas pour les protéines.. Cette partie de l'ADN est appelée ADN non codant. L'ADN peut être conceptuellement divisé en deux catégories, les gènes codant pour les protéines et les non-gènes. Chez de nombreuses espèces, seule une petite partie de l'ADN code pour les protéines - les exons - et ils ne représentent qu'environ 1,5% du génome humain.

L'ADN non codant, aussi appelé junk DNA, est un ADN qui ne code pas pour une protéine: séquences comme les introns, recombinaisons virales, etc. Jusqu'à récemment, cet ADN était considéré comme inutile jusqu'à ce que des études récentes montrent que ce n'est pas le cas. Ces séquences peuvent réguler l'expression des gènes car elles ont une affinité pour les protéines qui peuvent se lier à l'ADN et sont appelées séquences régulatrices.

Les scientifiques n'ont identifié qu'un petit pourcentage de toutes les séquences régulatrices existantes. La raison de la présence de grandes quantités d'ADN non codant dans les génomes eucaryotes et Les différences de taille du génome entre les différentes espèces restent une énigme scientifique. cadeau. Bien que de plus en plus de fonctions de l'ADN non codant soient connues, telles que :

2.1. les éléments répétitifs

Les éléments répétitifs d'un génome sont également des parties fonctionnelles d'un génome, constituent plus de la moitié de tous les nucléotides. Un groupe de scientifiques de l'Université de Yale a récemment découvert une séquence d'ADN non codante qui est censé avoir un rôle en permettant aux humains de développer la capacité d'utiliser outils.

2.2. Télomères et centromères

De plus, certaines séquences d'ADN sont responsables de la structure des chromosomes. Les télomères et les centromères contiennent peu ou pas de gènes codants, mais sont cruciaux pour maintenir ensemble la structure des chromosomes.

23. ADN à ARN

Certains gènes ne codent pas pour des protéines, mais sont transcrits en molécules d'ARN: ARN ribosomal, ARN de transfert et ARN interférent (ARNi).

2.4. épissure alternative

L'arrangement des introns et des exons dans certaines séquences de gènes est important car permet l'épissage alternatif de l'ARN pré-messager, créant différentes protéines à partir du même gène. Sans cette capacité, le système immunitaire n'existerait pas.

2.5. Pseudogènes

Certaines séquences d'ADN non codantes proviennent de gènes perdus au cours de l'évolution. Ces pseudogènes peuvent être utiles car ils peuvent donner naissance à de nouveaux gènes avec de nouvelles fonctions.

2.6. petites sections d'ADN

D'autres séquences d'ADN non codantes proviennent de la réplication de petites sections d'ADN, qui Il est également utile car le suivi de ces sections répétitives d'ADN peut aider à l'étude de phylogénie.

conclusion

L'ADN est la molécule qui contient les informations héréditaires chez l'homme; Cette information, contenue dans l'ADN, permet à la cellule de connaître l'ordre dans lequel les acides aminés qui composent les protéines doivent être réunis. Les protéines sont responsables de la plupart des fonctions de l'organisme et un problème dans leur fabrication peut avoir de grandes conséquences sur notre santé. Or, quand on parle d'ADN → ARN → protéine, on se réfère au grand dogme de la biologie et des gènes, en oubliant 90% de l'ADN. Jusqu'à récemment, le rôle de l'ADN, qui ne code pas pour une protéine, était considéré comme inutile, mais des études Récemment, de plus en plus de fonctions de ces séquences non codantes appelées réglementaire.