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Depuis que James Watson et Francis Crick ont révélé la structure de l’ADN, il a été accepté comme la molécule de l’hérédité. Avant leur découverte, la communauté scientifique conservait un certain scepticisme quant à la capacité de l’ADN à jouer ce rôle, car son rôle est quadruple et la molécule semblait trop simple pour remplir ces quatre fonctions nécessaires: réplication, codage, gestion cellulaire et capacité de muter. .
La structure unique de l'ADN lui permet de remplir toutes ces fonctions.
Les blocs de construction de l'ADN
L'ADN est l'abréviation d'acide désoxyribonucléique. Elle est composée de quatre bases azotées, abrégées A, C, G et T. Ces bases forment deux brins et se lient ensemble en une double hélice.
A se lie toujours avec T dans un brin, et C toujours dans G, dans l'autre, appelée règle d'appariement des bases complémentaires.
Réplication
Un des objectifs de l'ADN est de se répliquer. Cela signifie qu'un brin d'ADN fait une copie de lui-même. Cela se produit lors de la division cellulaire, et c’est ainsi que l’ADN transmet les traits hérités à la prochaine série de cellules.
Lors de la réplication de l'ADN, la double hélice se déroule pour former deux simples brins. Lorsque les deux brins d'ADN sont séparés et qu'un nouveau brin est construit avec succès, il utilisera le modèle du brin existant pour construire une copie exacte.
Parfois, pour diverses raisons, la réplication ne produit pas une copie exacte. Ceci est appelé une mutation de l'ADN. Les mutations sont essentielles à l'évolution, car elles permettent aux organismes de développer des adaptations qui peuvent les aider à survivre dans des environnements changeants.
Cependant, les mutations de l'ADN chez l'homme peuvent également amener les parents à transmettre inconsciemment certaines maladies génétiques à leurs enfants, notamment la fibrose kystique, la maladie de Tay-Sachs et la drépanocytose.
Codage
Le codage est une autre fonction de l'ADN. Le travail de chaque cellule est effectué à l'aide de protéines. L'un des rôles de l'ADN est donc de créer les bonnes protéines pour chaque cellule. L'ADN remplit ce rôle en contenant des sections de trois bases - appelées codons - qui dirigent la formation des protéines.
Dans un long segment d’ADN, chaque codon contient les informations qui dirigent l’assemblage d’un acide aminé sur une protéine. Différents codons correspondent à l'assemblage d'un autre acide aminé sur une protéine, de sorte qu'une section entière d'ADN avec une séquence donnée de bases construira une protéine spécifique.
Gestion cellulaire
Dans les organismes multicellulaires, une seule cellule fécondée, un zygote, se divise et se duplique plusieurs fois pour former un être vivant. Chaque cellule a exactement le même matériel génétique, mais différentes cellules se développent de différentes manières.
C'est-à-dire que dans un processus appelé différenciation cellulaire, certaines cellules construisent les bonnes protéines pour devenir des cellules du foie et d'autres, des cellules de la peau, d'autres des cellules de l'estomac. De plus, les cellules doivent changer leur mode de fonctionnement en fonction des conditions. Les cellules de votre estomac, par exemple, doivent produire plus d'hormones digestives et d'enzymes lorsque la nourriture est présente.
L'ADN le fait par le biais de signaux qui activent et désactivent la production de protéines impliquées dans la digestion. Les cellules se différencient de la même façon: les signaux déclenchent les bons niveaux de production de protéines pour former la cellule appropriée.
La capacité à muter
L'évolution est le changement de caractéristiques au fil des générations d'un organisme. L'évolution se produit à petite échelle au sein d'un organisme - tels que les changements de couleur de la peau ou des cheveux chez l'homme - et également à grande échelle - telle que la création du vaste éventail de la vie sur Terre à partir d'un organisme monocellulaire précoce.
Cela ne peut se produire que si la molécule génétique peut changer, peut muter. Lorsque l'ADN se réplique pour former des ovules et des spermatozoïdes, des modifications peuvent se glisser à plusieurs niveaux.
L'une des méthodes consiste à effectuer des modifications ponctuelles qui ajoutent, soustraient ou modifient une séquence existante. D'autres changements se produisent lorsque les molécules d'ADN se croisent, modifiant l'arrangement des gènes sur chacun des deux brins d'ADN croisés.