Structure

L’ADN est le détenteur de l’information génétique. Toutes les structures et toutes les activités des cellules sont définies par un programme qui correspond à un codage portées par les molécules d’ADN. On en trouve plusieurs sortes : molécules d’ADN des chromosomes, plasmides, ADN mitochondrial. Ces informations, déterminant l’avenir d’une cellule sont portés par les gènes, segments d’ADN dont la séquence des désoxyribonucléotides, code pour une molécule d’ARN ; l’ensemble des gènes est le génome de la cellule.

La réplication

La cellule est, au cours de son existence, amenée à se dupliquer. Elle doit alors faire un double de son information génétique. C’est ce qui se passe lors de la réplication. Les deux brins d’ADN complémentaires se séparent telle une fermeture à glissière et, grâce à une enzyme, l’ADN polymérase, de nouveaux brins complémentaires sont synthétisés.

La transcription et la traduction

L’information codée par un gène sous forme d’ADN, s’exprime par la synthèse de molécules d’ARN simple brin. Cette synthèse est, là encore, permise par la complémentarité des bases de l’ARN avec celle d’une des chaînes de l’ADN du gène, le brin codant. Cette complémentarité est de même type que celle qui existe entre les deux chaînes moléculaires de l’ADN, sauf qu’ici la thymine est remplacée par l’uracile (U) qui s’apparie à l’adénine. L’expression de l’information génétique correspond à la transcription du gène. Selon le gène, l’ARN transcrit est soit un ARN messager (ARNm), soit un ARN ribosomien (ARNr), soit un ARN de transfert (ARNt). Ce sont ces trois types d’ARN qui sont utilisés pour la synthèse des protéines (chaînes polypeptidiques). Ainsi, la séquence des nucléotides d’un ARNm est traduite en séquence d’acides aminés par les ribosomes (ces derniers sont formés d’un complexe ARNr-protéines). Un acide aminé est déterminé par la séquence de trois nucléotides adjacents sur l’ARNm ou codon. On appelle code génétique la table de correspondance entre les 64 sortes de codons obtenus avec les combinaisons de nucléotides et les 20 acides aminés utilisés dans le monde vivant. Par exemple, un triplet AGT (adénine, guanine, thymine) sur l’ADN, correspond au triplet UCA (uracile, cytosine, adénine) sur l’ARNm qui code pour l’ajout de la sérine, un acide aminé, dans une chaîne polypeptide. Lors de la traduction des ARNm par les ribosomes, les acides aminés doivent chacun être associés à une molécule d’ARNt pour pouvoir être ajouté. Celui-ci permet, au niveau du ribosome, de positionner l’acide aminé en face de son codon. Une séquence de 3 nucléotides situés dans la chaîne d’ARNt permet ce positionnement. Cette séquence est appelée anticodon, elle est complémentaire à celle du codon.

L’information cellulaire s’exprime donc par la transcription des gènes en ARNm, puis la traduction des ARNm (par les ribosomes) en chaînes polypeptidiques : les protéines. Les protéines sont fondamentales pour la cellule, elles constituent soit des matériaux de construction, soit des enzymes qui catalysent les réactions biochimiques, soit des régulateurs de l’activité cellulaire.