chapitre 16 Les bases moléculaires de l’hérédité 353
m Figure 16.1 Comment la structure de l’ADN
a-t-elle été déterminée ?
ConCepts Clés
16.1 L’aDN constitue le matériel génétique
16.2 De nombreuses protéines travaillent de concert
pour la réplication et la réparation de l’aDN
16.3 Un chromosome est constitué d’aDN et
de protéines regroupés en un complexe
nucléoprotéique
IntroduCtIon
Le manuel d’instructions
des processus de la vie
En avril 1953, James Watson et Francis Crick ont fait sensation dans le monde scientifique en dévoilant un modèle élégant, en forme de double hélice, représentant la structure
de l’acide désoxyribonucléique, ou ADN. Sur la photo de la
figure 16.1, on voit Watson (à gauche) et Crick (à droite)
devant leur modèle constitué de fils métalliques. Au cours
des 60 dernières années, ce modèle, au départ une hypothèse
novatrice, est devenu un véritable symbole de la biologie
contemporaine. Les facteurs héréditaires de Mendel et les gènes
que Morgan a localisés sur les chromosomes sont composés
d’ADN. Du point de vue chimique, votre génome est formé
de l’ADN que vous avez reçu de vos parents. L’ADN, le fondement matériel de l’hérédité, est la molécule la plus célèbre de
l’époque moderne.
De toutes les molécules présentes dans la nature, seuls les
acides nucléiques peuvent diriger leur propre réplication à
partir de monomères. Les enfants ressemblent à leurs parents,
parce que l’ADN de ces derniers se réplique d’une manière précise avant d’être transmis d’une génération à l’autre. L’information héréditaire est codée dans la langue chimique de l’ADN
et recopiée dans toutes nos cellules. C’est ce programme qui
détermine la nature de nos caractéris tiques biochimiques,
anatomiques et physiologiques, et aussi, dans une certaine
mesure, la portion innée de notre comportement. Dans ce
chapitre, vous découvrirez comment les biologistes ont établi
que l’ADN constitue le fondement concret de la génétique et
comment Watson et Crick ont trouvé sa structure. Vous étudierez également la réplication de l’ADN, le processus par
lequel une molécule d’ADN est copiée, et comment les cellules
effectuent la réparation de leur ADN. Enfin, vous examinerez
comment une molécule d’ADN est emballée avec des protéines
dans un chromosome.
ConCept
16.1
L’aDN constitue le matériel génétique
Aujourd’hui, même les écoliers ont entendu parler de l’ADN,
et les scientifiques manipulent régulièrement cette substance
au laboratoire, souvent pour modifier les caractères héréditaires de cellules au cours de leurs expériences. Au début du
20
e
siècle, cependant, l’identification des molécules de l’hérédité apparaissait aux biologistes comme un défi de taille.
La recherche du matériel génétique :
recherche scientifique
À partir du moment où le groupe de T. H. Morgan a démontré que les gènes faisaient partie des chromosomes (voir le
chapitre 15), on a su que le matériel génétique devait être
formé d’ADN, ou de protéines, qui sont les composantes
chimiques des chromosomes. Jusqu’aux années 1940, on
semblait pencher pour les protéines, car on savait qu’elles
formaient une catégorie de macromolécules dotées d’une
grande hétérogénéité et d’une spécificité fonctionnelle, des
qualités essentielles qui devaient être celles du matériel génétique. En outre, les protéines sont très abondantes dans toutes
les cellules. Par ailleurs, on ignorait à peu près tout des acides
nucléiques (même si la découverte de l’ADN, par l’Allemand
Friedrich Miescher, datait de 1869), si ce n’est que l’uniformité
de leurs propriétés physiques et chimiques ne permettait pas
d’expliquer la multitude des caractères héréditaires exprimés
par tout organisme. Mais ce point de vue a changé quand
des expériences menées sur des microorganismes ont donné
Les bases
moléculaires
de l’hérédité
16
m Figure 16.1 Comment la structure de l’ADN
a-t-elle été déterminée ?
ConCepts Clés
16.1 L’aDN constitue le matériel génétique
16.2 De nombreuses protéines travaillent de concert
pour la réplication et la réparation de l’aDN
16.3 Un chromosome est constitué d’aDN et
de protéines regroupés en un complexe
nucléoprotéique
IntroduCtIon
Le manuel d’instructions
des processus de la vie
En avril 1953, James Watson et Francis Crick ont fait sensation dans le monde scientifique en dévoilant un modèle élégant, en forme de double hélice, représentant la structure
de l’acide désoxyribonucléique, ou ADN. Sur la photo de la
figure 16.1, on voit Watson (à gauche) et Crick (à droite)
devant leur modèle constitué de fils métalliques. Au cours
des 60 dernières années, ce modèle, au départ une hypothèse
novatrice, est devenu un véritable symbole de la biologie
contemporaine. Les facteurs héréditaires de Mendel et les gènes
que Morgan a localisés sur les chromosomes sont composés
d’ADN. Du point de vue chimique, votre génome est formé
de l’ADN que vous avez reçu de vos parents. L’ADN, le fondement matériel de l’hérédité, est la molécule la plus célèbre de
l’époque moderne.
De toutes les molécules présentes dans la nature, seuls les
acides nucléiques peuvent diriger leur propre réplication à
partir de monomères. Les enfants ressemblent à leurs parents,
parce que l’ADN de ces derniers se réplique d’une manière précise avant d’être transmis d’une génération à l’autre. L’information héréditaire est codée dans la langue chimique de l’ADN
et recopiée dans toutes nos cellules. C’est ce programme qui
détermine la nature de nos caractéris tiques biochimiques,
anatomiques et physiologiques, et aussi, dans une certaine
mesure, la portion innée de notre comportement. Dans ce
chapitre, vous découvrirez comment les biologistes ont établi
que l’ADN constitue le fondement concret de la génétique et
comment Watson et Crick ont trouvé sa structure. Vous étudierez également la réplication de l’ADN, le processus par
lequel une molécule d’ADN est copiée, et comment les cellules
effectuent la réparation de leur ADN. Enfin, vous examinerez
comment une molécule d’ADN est emballée avec des protéines
dans un chromosome.
ConCept
16.1
L’aDN constitue le matériel génétique
Aujourd’hui, même les écoliers ont entendu parler de l’ADN,
et les scientifiques manipulent régulièrement cette substance
au laboratoire, souvent pour modifier les caractères héréditaires de cellules au cours de leurs expériences. Au début du
20
e
siècle, cependant, l’identification des molécules de l’hérédité apparaissait aux biologistes comme un défi de taille.
La recherche du matériel génétique :
recherche scientifique
À partir du moment où le groupe de T. H. Morgan a démontré que les gènes faisaient partie des chromosomes (voir le
chapitre 15), on a su que le matériel génétique devait être
formé d’ADN, ou de protéines, qui sont les composantes
chimiques des chromosomes. Jusqu’aux années 1940, on
semblait pencher pour les protéines, car on savait qu’elles
formaient une catégorie de macromolécules dotées d’une
grande hétérogénéité et d’une spécificité fonctionnelle, des
qualités essentielles qui devaient être celles du matériel génétique. En outre, les protéines sont très abondantes dans toutes
les cellules. Par ailleurs, on ignorait à peu près tout des acides
nucléiques (même si la découverte de l’ADN, par l’Allemand
Friedrich Miescher, datait de 1869), si ce n’est que l’uniformité
de leurs propriétés physiques et chimiques ne permettait pas
d’expliquer la multitude des caractères héréditaires exprimés
par tout organisme. Mais ce point de vue a changé quand
des expériences menées sur des microorganismes ont donné
Les bases
moléculaires
de l’hérédité
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