Les brins d’ADN

La plupart des gens ont vu la fameuse double hélice d’ADN-deux brins d’ADN entrelacés comme un escalier en spirale. Tous les êtres vivants ont de l’ADN. Les créatures simples comme les bactéries n’ont qu’un seul long morceau circulaire d’ADN composé de deux brins d’ADN entrelacés. Le génome humain, l’ensemble de l’ADN des personnes, comporte beaucoup plus de brins d’ADN.

La plupart de l’ADN des humains est généralement emballé dans 46 chromosomes situés dans le noyau de la cellule, qui est un compartiment spécialisé pour stocker l’ADN. Chacun des chromosomes du noyau est constitué de deux brins d’ADN linéaires enroulés l’un autour de l’autre.

Les cellules humaines contiennent également une petite quantité d’ADN extrachromosomique situé dans une autre partie de la cellule appelée la mitochondrie. Cet ADN mitochondrial ressemble davantage à l’ADN bactérien – un seul morceau d’ADN long et circulaire composé de deux brins d’ADN.

Un brin d’ADN est une molécule longue et fine – ne mesurant en moyenne qu’environ deux nanomètres (ou deux milliardièmes de mètre) de largeur. C’est tellement fin qu’un cheveu humain est environ 40 000 fois plus large. L’incroyable finesse des brins d’ADN leur permet d’être très serrés, car sinon la plupart des molécules d’ADN ne tiendraient pas à l’intérieur des cellules.

Pour mettre les choses en perspective, si vous étiriez bout à bout chaque brin d’ADN contenu dans une seule cellule humaine, il mesurerait près de deux mètres, soit environ 6,6 pieds de long. Si le noyau d’une cellule avait la taille d’une balle de baseball, cela équivaudrait à 8,3 miles d’ADN fourrés à l’intérieur.

Parties d’un brin d’ADN

Qu’importe sa longueur et son emplacement dans la cellule, tous les brins d’ADN partagent une structure commune. Ils sont tous composés de blocs de construction appelés nucléotides qui sont liés entre eux en ligne. Les nucléotides eux-mêmes sont constitués de trois parties jointes : une molécule de sucre, un groupe phosphate et une base azotée.

Les sucres d’un nucléotide se lient aux phosphates du nucléotide adjacent pour former l’extérieur du brin d’ADN, appelé squelette sucre-phosphate. L’intérieur du brin d’ADN est constitué de bases azotées. Ces bases se lient entre elles par paires, formant des liaisons faibles qui maintiennent néanmoins les deux brins d’ADN en double hélice. Leur séquence code l’information génétique d’un organisme.

Comment les deux brins d’ADN sont-ils maintenus ensemble ?

Les deux brins d’ADN d’une double hélice sont maintenus ensemble par appariement entre les bases azotées des nucléotides de chaque brin. La base azotée d’un nucléotide d’ADN peut être l’une des quatre molécules différentes suivantes : adénine (A), guanine (G), thymine (T) et cytosine (C). Les paires de bases azotées sur des brins opposés sont maintenues ensemble par des attractions appelées liaisons hydrogène qui se produisent selon un schéma spécifique.

Chaque adénine sur un brin d’ADN forme deux liaisons hydrogène avec une molécule de thymine sur le brin complémentaire et vice versa. Et chaque molécule de guanine sur un brin forme trois liaisons hydrogène avec une molécule de cytosine sur l’autre et vice versa. De cette façon, les deux brins d’ADN sont collés ensemble par des liaisons hydrogène sur toute leur longueur, formant les  » marches  » de l’escalier en spirale qu’est la double hélice.

Pourquoi les brins d’ADN doivent-ils être antiparallèles ?

Les deux brins d’ADN complémentaires qui composent un morceau d’ADN double brin sont décrits comme étant antiparallèles l’un à l’autre. Le terme antiparallèle signifie que, bien que les deux brins soient physiquement parallèles l’un à l’autre, ils courent dans des directions opposées – un peu comme les voies de droite et de gauche d’une rue.

En d’autres termes, là où l’épine dorsale d’un brin d’ADN commence par une molécule de sucre et se termine par un groupe phosphate, l’épine dorsale de son brin complémentaire commence par un groupe phosphate et se termine par une molécule de sucre. L’orientation antiparallèle des deux brins d’ADN rend l’ADN plus stable structurellement et permet l’appariement complémentaire des bases qui maintient les brins d’ADN ensemble.

La direction de chaque brin d’ADN est importante pour le processus de copie de l’ADN (réplication de l’ADN) et de lecture des informations contenues dans les gènes de l’ADN (transcription), car les cellules ne peuvent lire l’ADN que dans un seul sens. De la même manière que nous ne lisons un texte que de gauche à droite, les cellules ne lisent l’ADN qu’en commençant par l’extrémité sucre du squelette et en terminant par l’extrémité phosphate.