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L’ADN : définition, structure et schéma

L’essentiel

L’ADN (acide désoxyribonucléique) est la molécule qui porte l’information génétique de tous les êtres vivants. Il a la forme d’une double hélice, faite de deux brins de nucléotides. Ces brins sont complémentaires : A s’associe à T, et C à G. L’ordre des nucléotides forme un message héréditaire.

L’ADN, support de l’information génétique

L’ADN se trouve dans le noyau des cellules eucaryotes, et dans le cytoplasme des bactéries. Il contient l’information nécessaire au développement et au fonctionnement de l’organisme, et se transmet de génération en génération.

Cette molécule est universelle : un chêne, une bactérie et un être humain utilisent le même langage à quatre lettres. C’est un argument fort en faveur d’une origine commune du vivant.

La structure de l’ADN

L’ADN est un polymère, c’est-à-dire une longue chaîne d’unités répétées : les nucléotides. Chaque nucléotide contient trois éléments.

Schéma de la molécule d’ADN : les légendes
LégendeDescription
Groupement phosphateRelie les nucléotides d’un même brin
DésoxyriboseSucre à 5 carbones, qui forme le montant du brin avec le phosphate
Base azotéeAdénine (A), thymine (T), cytosine (C) ou guanine (G)
Liaisons hydrogèneRelient les bases des deux brins : 2 entre A et T, 3 entre C et G
Double héliceLes deux brins sont enroulés l’un autour de l’autre

Astuce : Imagine une échelle torsadée : les montants sont faits de sucres et de phosphates, et les barreaux de paires de bases.

La complémentarité des bases

Connaître un brin permet donc de déduire l’autre. Cette règle explique aussi une observation de Chargaff : dans l’ADN, il y a autant de A que de T, et autant de C que de G.

A est toujours en face de T. C est toujours en face de G.

  • Brin 1 : A T T C G A
  • Brin 2 : T A A G C T

Comment l’ADN porte une information

L’information tient à la séquence, c’est-à-dire à l’ordre des nucléotides, comme l’ordre des lettres dans un mot. Une portion d’ADN qui contient l’information pour fabriquer une molécule, souvent une protéine, s’appelle un gène.

Le génome humain comporte environ 3,2 milliards de paires de nucléotides par lot de 23 chromosomes. Une cellule humaine en possède deux lots : mis bout à bout, ils mesurent environ 2 mètres. Cet ADN tient dans le noyau car il s’enroule autour de protéines.

La découverte de la double hélice

En 1953, James Watson et Francis Crick publient le modèle de la double hélice. Ils s’appuient sur les clichés de diffraction aux rayons X obtenus par Rosalind Franklin au King’s College de Londres, où travaillait aussi Maurice Wilkins, et sur les résultats de Chargaff.

Les erreurs à éviter

  • A s’associe à G. A s’associe à T, et C à G.

    La forme des bases et le nombre de liaisons hydrogène n’autorisent que ces paires.

  • ADN et gène, c’est la même chose. Un gène est une portion d’ADN.

    Une molécule d’ADN porte de nombreux gènes et aussi des régions non codantes.

  • Plus un organisme est complexe, plus il a d’ADN. La quantité d’ADN ne reflète pas la complexité.

    Certaines plantes et certains amphibiens ont beaucoup plus d’ADN que l’être humain.

Exercices corrigés

  1. 1. Que signifie ADN ?

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    Acide désoxyribonucléique. ADN signifie acide désoxyribonucléique. Le nom vient du sucre, le désoxyribose.

  2. 2. Quelle base s’associe à la cytosine ?

    Voir la correction

    La guanine. C et G sont complémentaires, et reliées par 3 liaisons hydrogène.

  3. 3. Quel est le brin complémentaire de A T G C ?

    Voir la correction

    T A C G. A → T, T → A, G → C, C → G, soit T A C G.

  4. 4. Quels éléments forment un nucléotide ?

    Voir la correction

    Un phosphate, un sucre et une base. Un nucléotide est l’assemblage d’un groupement phosphate, d’un désoxyribose et d’une base azotée.

  5. 5. Un ADN contient 30 % d’adénine. Quel est le pourcentage de guanine ?

    Voir la correction

    20 %. T = A = 30 %, donc A + T = 60 %. Il reste 40 % pour C + G, soit 20 % de G.

  6. 6. Quelle observation soutient le mieux l’idée d’une parenté de tous les êtres vivants ?

    Voir la correction

    Le même type de molécule porte l’information chez tous. L’universalité de l’ADN et de son langage suggère une origine commune. Les trois autres affirmations sont fausses.

Questions fréquentes

Où se trouve l’ADN dans la cellule ?

Chez les eucaryotes, il se trouve surtout dans le noyau, et une petite quantité dans les mitochondries et les chloroplastes. Chez les bactéries, il est dans le cytoplasme.

Quelle est la différence entre ADN et chromosome ?

Un chromosome est une molécule d’ADN associée à des protéines. L’ADN est la molécule, le chromosome est sa forme d’organisation.

Quelle est la forme de l’ADN ?

C’est une double hélice : deux brins enroulés, reliés par leurs bases complémentaires, comme une échelle torsadée.

Pour aller plus loin