A- La molécule d'ADN :

 

         L’Adn est une macromolécule constitué de deux chaines linéaires de nucléotides, structuré en double hélice. Chaque nucléotide comprend un groupement phosphate, un sucre à 5 carbones (le désoxyribose) et l’une des quatre bases azotées suivants :adéninesthyminesguanine, cytosine. Les chaines sont associées par des liaisons faibles d’hydrogènes au niveau des bases azotées, ainsi l’adénine est toujours complémentaire à la thymine, et la guanine à la cytosine.

Que savait-on au moment où Watson et Crick ont découvert la structure de l'ADN ?

 


On savait que l'ADN était le support de l'information génétique. Cette découverte, encore récente à l'époque, avait relancé l'intérêt pour la molécule d'ADN, relativement peu étudiée jusque là.

Un certain nombre de points étaient bien établis. Parmi ceux-ci, la nature chimique de l'acide désoxyribonucléique : une association de nucléotides (phosphate - désoxyribose - base azotée), assemblés en longues chaînes. Toutefois, le nombre de chaînes associées (deux ou trois, voire plus ?), ainsi que leur orientation dans l'espace restait inconnu. 

Figure1. L'ADN est formé de l'association de nucléotides, qui forment de longues chaînes. 

De plus, certains rapports entre les nucléotides formant l'ADN avaient été observés. Ces rapports sont connus sous le nom de règles de Chargaff, du nom du chercheur qui les a décrits. Toutefois, la raison d'être de ces rapports restait inconnue. 

Figure 2. Les règles de Chargaff. 

Le "génie" de Watson et Crick a été de trouver le lien entre la structure monocaténaire de l'ADN (succession de nucléotides) et ces règles de Chargaff. Ils ont observé, à l'aide de modélisations moléculaires, que deux bases azotées données pouvaient s'assembler grâce à des liaisons hydrogènes : 

* Deux liaisons hydrogènes entre l'adénine et la thymine. 

* Trois liaisons hydrogènes entre la guanine et la cytosine.



Figure 3. Les bases azotées peuvent s'associer deux à deux par des liaisons hydrogènes. 

Enfin, Watson et Crick ont eu accès aux travaux de plusieurs chercheurs, en particulier à Cambridge, qui cherchaient à déterminer la structure de l'ADN grâce à l'observation de la diffraction de rayons X à travers des cristaux d'ADN purifié. Ces travaux leur ont permis de conclure : 

* à l'existence de deux chaînes dans la molécule d'ADN; 

* à leur association en une forme d'hélice;

* à une association antiparallèle de ces deux chaînes.

A partir de ces différents points (deux chaînes antiparallèles en hélice, associées par des bases azotées complémentaires deux à deux), Watson et Crick ont pu réaliser un modèle moléculaire tridimensionnel de la molécule d'ADN.


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