chapitre 1 Introduction : les thèmes de l’étude du vivant
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notamment les protéines. Ces dernières remplissent divers
rôles structurels, en plus d’être responsables du travail accompli
par les cellules. Elles définissent donc l’identité de la cellule.
L’ADN des chromosomes se réplique lorsque la cellule s’apprête à se diviser ; par conséquent, chacune des deux cellules
filles hérite d’un ensemble complet de gènes, identique à celui
de la cellule mère. Chacun de nous n’a d’abord été qu’une cellule unique contenant l’ADN provenant de nos deux parents.
La réplication de cet ADN lors de chaque division cellulaire a
ensuite transmis les gènes aux billions de cellules qui nous
composent. L’ADN régit le développement et l’entretien de
tout l’organisme et, indirectement, tout ce que fait l’organisme
(figure 1.10). L’ADN tient lieu de base centrale de données.
La structure moléculaire de l’ADN explique sa capacité à
emmagasiner l’information. Chaque molécule d’ADN est
constituée de deux longues chaînes, appelées brins, formant
une double hélice. Chaque chaîne est formée à partir de
quatre unités structurales chimiques appelées nucléotides et
désignées par les lettres A, T, C et G (figure 1.11). L’ADN
transmet l’information d’une manière analogue à notre façon
de combiner les lettres de l’alphabet en des séquences précises
correspondant à des significations spécifiques. Vous savez que,
selon leur enchaînement, les lettres de l’alphabet forment des
mots ayant des sens distincts. Le mot rat, par exemple, désigne
un rongeur, alors que le mot art, qui contient les mêmes lettres,
mais agencées de manière différente, a une tout autre signification. Nous pouvons considérer les quatre nucléotides comme
l’alphabet de l’hérédité. L’information génétique réside dans
l’enchaînement particulier de ces lettres chimiques ; quant aux
gènes, ils correspondent à une portion d’ADN et sont généralement formés de centaines ou de milliers de nucléo tides. L’ADN
fournit la recette pour fabriquer des protéines, qui sont les
principales responsables de l’édification et de l’entretien de la
cellule et de ses activités. Par exemple, l’information contenue
dans un gène bactérien peut définir une protéine de la paroi
cellulaire bactérienne, alors que l’information contenue dans
un gène humain corres pondra à une hormone protéique stimulant la croissance. Parmi les autres protéines humaines, on
pourrait citer celles qui régissent la contraction des cellules
musculaires, celles qui agissent comme anticorps ou encore les
enzymes, qui sont essentielles aux cellules. Les enzymes catalysent (accélèrent) des réactions chimiques particulières.
L’ADN des gènes régit indirectement la production de protéines en faisant appel à un type de molécule parente, l’ARN,
qui sert d’intermédiaire. La séquence de nucléotides le long
d’un gène est transcrite en ARN, c’est-à-dire en acide ribonucléique. Cette molécule est ensuite traduite en une protéine
précise, dotée d’une forme et d’une fonction uniques. Le
processus par lequel l’information d’un gène dicte la fabrication d’un produit cellulaire s’appelle l’expression génétique.
Lorsqu’elles traduisent les gènes en protéines, toutes les formes
de vie utilisent essentiellement le même code génétique.
Une séquence particulière de nucléotides exprime le même
message d’un organisme à l’autre. Les différences entre les
organismes ne reflètent pas les différences entre leur code
génétique respectif, mais bien les différences dans les séquences
de leurs nucléotides.
Certains ARN font partie de la machinerie cellulaire qui
fabrique des protéines, mais nous savons maintenant que ce
n’est pas l’unique fonction de ces molécules. En effet, des
découvertes récentes montrent que des classes entières d’ARN
jouent d’autres rôles au sein de la cellule, notamment en
m Figure 1.10 L’ADN transmis détermine le développement d’un organisme.
Spermatozoïde
Ovule
Noyau
contenant
l’ADN
Ovule fécondé
contenant l’ADN
des deux parents
Cellules de l’embryon
renfermant des copies
de l’ADN héréditaire
Descendant possédant
des caractères hérités
des deux parents
25 +m
(450 =)
m Figure 1.9 Une cellule pulmonaire de triton se divise en cellules
plus petites qui croissent et se divisent à leur tour.
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notamment les protéines. Ces dernières remplissent divers
rôles structurels, en plus d’être responsables du travail accompli
par les cellules. Elles définissent donc l’identité de la cellule.
L’ADN des chromosomes se réplique lorsque la cellule s’apprête à se diviser ; par conséquent, chacune des deux cellules
filles hérite d’un ensemble complet de gènes, identique à celui
de la cellule mère. Chacun de nous n’a d’abord été qu’une cellule unique contenant l’ADN provenant de nos deux parents.
La réplication de cet ADN lors de chaque division cellulaire a
ensuite transmis les gènes aux billions de cellules qui nous
composent. L’ADN régit le développement et l’entretien de
tout l’organisme et, indirectement, tout ce que fait l’organisme
(figure 1.10). L’ADN tient lieu de base centrale de données.
La structure moléculaire de l’ADN explique sa capacité à
emmagasiner l’information. Chaque molécule d’ADN est
constituée de deux longues chaînes, appelées brins, formant
une double hélice. Chaque chaîne est formée à partir de
quatre unités structurales chimiques appelées nucléotides et
désignées par les lettres A, T, C et G (figure 1.11). L’ADN
transmet l’information d’une manière analogue à notre façon
de combiner les lettres de l’alphabet en des séquences précises
correspondant à des significations spécifiques. Vous savez que,
selon leur enchaînement, les lettres de l’alphabet forment des
mots ayant des sens distincts. Le mot rat, par exemple, désigne
un rongeur, alors que le mot art, qui contient les mêmes lettres,
mais agencées de manière différente, a une tout autre signification. Nous pouvons considérer les quatre nucléotides comme
l’alphabet de l’hérédité. L’information génétique réside dans
l’enchaînement particulier de ces lettres chimiques ; quant aux
gènes, ils correspondent à une portion d’ADN et sont généralement formés de centaines ou de milliers de nucléo tides. L’ADN
fournit la recette pour fabriquer des protéines, qui sont les
principales responsables de l’édification et de l’entretien de la
cellule et de ses activités. Par exemple, l’information contenue
dans un gène bactérien peut définir une protéine de la paroi
cellulaire bactérienne, alors que l’information contenue dans
un gène humain corres pondra à une hormone protéique stimulant la croissance. Parmi les autres protéines humaines, on
pourrait citer celles qui régissent la contraction des cellules
musculaires, celles qui agissent comme anticorps ou encore les
enzymes, qui sont essentielles aux cellules. Les enzymes catalysent (accélèrent) des réactions chimiques particulières.
L’ADN des gènes régit indirectement la production de protéines en faisant appel à un type de molécule parente, l’ARN,
qui sert d’intermédiaire. La séquence de nucléotides le long
d’un gène est transcrite en ARN, c’est-à-dire en acide ribonucléique. Cette molécule est ensuite traduite en une protéine
précise, dotée d’une forme et d’une fonction uniques. Le
processus par lequel l’information d’un gène dicte la fabrication d’un produit cellulaire s’appelle l’expression génétique.
Lorsqu’elles traduisent les gènes en protéines, toutes les formes
de vie utilisent essentiellement le même code génétique.
Une séquence particulière de nucléotides exprime le même
message d’un organisme à l’autre. Les différences entre les
organismes ne reflètent pas les différences entre leur code
génétique respectif, mais bien les différences dans les séquences
de leurs nucléotides.
Certains ARN font partie de la machinerie cellulaire qui
fabrique des protéines, mais nous savons maintenant que ce
n’est pas l’unique fonction de ces molécules. En effet, des
découvertes récentes montrent que des classes entières d’ARN
jouent d’autres rôles au sein de la cellule, notamment en
m Figure 1.10 L’ADN transmis détermine le développement d’un organisme.
Spermatozoïde
Ovule
Noyau
contenant
l’ADN
Ovule fécondé
contenant l’ADN
des deux parents
Cellules de l’embryon
renfermant des copies
de l’ADN héréditaire
Descendant possédant
des caractères hérités
des deux parents
25 +m
(450 =)
m Figure 1.9 Une cellule pulmonaire de triton se divise en cellules
plus petites qui croissent et se divisent à leur tour.