Acides nucléiques
5204ADN (acide désoxyribonucléique) ou DNA (deoxyribonucleic acid)
Quel matériel et quelle structure assurent la transmission à l’identique des caractéristiques d’une espèce à sa descendance et font « qu’une chienne ne fait pas des chats », mais seulement des chiots… ? Jusqu’en 1944, la nature du matériel support de l’hérédité – qui assure la transmission génétique – était purement un objet de spéculations. Cette année-là, des études de […] Lire la suite
ADN ET INFORMATION GÉNÉTIQUE
Jusqu'en 1944, on ignorait quelle pouvait être la nature chimique de la molécule présente dans les chromosomes et porteuse de l'information génétique. Alors que la plupart des chercheurs pensaient qu'il s'agissait de protéines, deux publications viennent montrer, en 1944, qu'il s'agit de l'ADN, l'acide désoxyribonucléiqu […] Lire la suite
ARN (acide ribonucléique) ou RNA (ribonucleic acid)
Faut-il voir dans une molécule biologique omniprésente dans toute structure cellulaire des êtres vivants, l'ARN (acide ribonucléique), la première étape de l'histoire de la vie ? Les ARN contemporains sont-ils les fossiles d'anciennes molécules ? Les voies métaboliques primordiales ont-elles été guidées par de petits ARN ? La biologie moléculaire, en mettan […] Lire la suite
BIOLOGIE - La bio-informatique
La bio-informatique est une application des techniques informatiques au traitement massif de données biologiques. Elle est spécialement utilisée pour l'analyse des séquences génomiques et des protéines. Le terme de bio-informatique est apparu en 1995 dans des publications scientifiques et des programmes de recherche, avec les premiers pas de la génomique. Cette discipline prend en effet appui sur […] Lire la suite
ENCODE PROJET
Le projet Encode (Encyclopedia of DNA elements) a été lancé en 2003. Son but était de rechercher tous les éléments fonctionnels présents dans l'ADN du génome humain. La première synthèse de ce travail gigantesque, qui a impliqué plusieurs dizaines de laboratoires et quelques centaines de chercheurs, a été publiée dans la revue […] Lire la suite
GÉNOMIQUE - Le séquençage des génomes
La séquence de l'ADN constitue en quelque sorte l'anatomie d'un génome : elle indique les formules des protéines dont celui-ci dirige la synthèse. Sa connaissance est donc cruciale pour la biologie, mais les techniques nécessaires pour la déchiffrer ne sont apparues qu'assez récemment. D'abord très lentes et laborieuses, elles ont ensuite progressé au point qu'i […] Lire la suite
KILOBASE
La kilopaire de bases est la longueur d'une molécule d'ADN bicaténaire constituée par 1 000 paires de bases, autrement dit 1 000 barreaux nucléotidiques de la structure scalariforme de cette molécule. L'espacement de ces barreaux étant constant et égal à 0,34 nm, un millier de kilopaires de bases représente 340 nanomètres. On abrège kilopaire de bases en kilobas […] Lire la suite
NUCLÉIQUES ACIDES
Découverts en 1868 par le biologiste suisse Friedrich Mischer dans les noyaux cellulaires, d'où leur nom (du latin nucleus, noyau), mais également présents dans le cytoplasme, les acides nucléiques sont des molécules d'origine naturelle qui jouent un rôle fondamental dans la vie et la reproduction des cellules animales, végétales et microbiennes.Tels qu'on peut les isoler des […] Lire la suite
PROJET GÉNOME HUMAIN
À partir du moment où il a été établi que le patrimoine génétique de tout organisme est codé dans son ADN, que les gènes se réduisent à une séquence de nucléotides de l’ADN et que leur expression correspond à la réalisation d’un programme, une idée forte, bien que très réductric […] Lire la suite
RIBOZYMES
À l'instar des protéines enzymatiques, certaines molécules d'ARN, les ribozymes, possèdent naturellement des propriétés catalytiques.Le prix Nobel de chimie décerné en 1989 conjointement à Sydney Altman et à Thomas Cech a ainsi mis l'accent sur une découverte inattendue qui a bouleversé bien des idées tant sur la nat […] Lire la suite
SÉQUENÇAGE D'ADN, en bref
Dès son entrée à l'université de Cambridge en 1940, le Britannique Frederick Sanger se passionne pour la structure des macromolécules. En 1955, il publie la première séquence protéique, celle de l'insuline, qui lui vaut le prix Nobel de chimie en 1958. Il se tourne ensuite vers le séquençage des […] Lire la suite
SÉQUENÇAGE DU GÉNOME HUMAIN, en bref
Le 12 février 2001, les revues scientifiques Nature et Science publient la séquence quasi complète des trois milliards de bases du génome humain. Cette double publication conclut par un ex aequo la compétition entre un consortium international de laboratoires publics, qui a commencé ses travaux au début des années 1990 (Human Genome Project), et la firme pri […] Lire la suite
SÉQUENÇAGE HAUT DÉBIT DE L'ADN
La génomique, qui regroupe tout un ensemble d’analyses parmi lesquelles le séquençage de l’ADN, est une discipline de la biologie moderne dédiée à l’étude des génomes. Elle permet, à l’échelle d’un organisme, d’étudier la structure de ses gènes, leurs variations, leur fonctionnement, le contrôle de leur expression ainsi que leur évolution. La variation d’expression génique s’étudie le plus souvent […] Lire la suite
SÉQUENCE, biochimie
Les acides nucléiques et les protéines sont des molécules organiques comparables à des chaînes dont les maillons, ou sous-unités, sont respectivement des nucléotides et des acides aminés. L'existence de plusieurs types de nucléotides et de nombreuses espèces d'aminoacides détermine au long des chaînes qu' […] Lire la suite
STRUCTURE EN DOUBLE HÉLICE DE L'ADN
L'acide désoxyribonucléique (ADN), qui constitue les chromosomes, est le détenteur de l'information héréditaire. Sa structure tridimensionnelle est élucidée en 1953, via l'étude des diagrammes de diffraction de cette molécule aux rayons X, grâce à la collaboration d'un jeune biologiste américain, James Dewey Watson, et d'un cristallographe anglais […] Lire la suite
VACCINS À ADN ET ARNm
La vaccination prophylactique repose sur l’usage d’un agent pathogène (bactérie ou virus) ou de ses fragments, pour induire une réponse immunitaire protectrice spécifique contre ce pathogène, sans induire de toxicité qui pourrait compromettre l’équilibre bénéfice/risque. Depuis la découverte du principe […] Lire la suite
Bioinformatique : assemblage de fragments d'ADN
Les données de départ sont constituées par des fragments d'ADN (6 fragments appartenant au brin direct et 8 fragments appartenant au brin complémentaire, qui, dans cette fenêtre, sont localisés dans le génome sur les positions 1940 à 2000) lus par le robot séquenceur. Le...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Bioinformatique : analyse d'une séquence d'ADN
Une fois la séquence d'ADN déchiffrée (fig.1), elle est analysée afin d'y déterminer les protéines codées. Pour cela, le programme utilise le code génétique pour traduire chaque codon (groupement de trois bases nucléiques) en peptide ou acide aminé (cadre A). Si on commence...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Bioinformatique : annotation d'une séquence d'ADN
L'analyse de la séquence d'ADN (fig. 2 et cadre A) avec le logiciel Artemis (The Wellcome trust Sanger Institute, Cambridge, Royaume-Uni) a permis de proposer des sites potentiels codant pour des protéines. Il faut utiliser des données supplémentaires pour confirmer ces...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Structure en double hélice de l'ADN
Structure tridimensionnelle en double hélice de l'ADN, proposée par J. Watson et F. Crick. Cette molécule est constituée d'un enchaînement de nombreux motifs simples appelés nucléotides. Chacun d'eux comporte une base azotée – adénine (A), thymine (T), guanine (G) ou cytosine...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Ce schéma montre par quel mécanisme théorique peuvent être obtenues, à partir de la double hélice de l'ADN, deux copies identiques de cette molécule. On comprend ainsi que l'ADN puisse servir à transmettre fidèlement, de génération en génération, l'information génétique....
Crédits : Encyclopædia Universalis France
En a, une traduction bloquée sur un ARNm défectueux. Entrée en scène (b) de l'ARNtm, qui ajoute une alanine (acide aminé) à la protéine en cours de fabrication (c). La traduction reprend (d, e) en utilisant l'ARN de dépannage jusqu'au codon « stop » (d'après : « Pour la...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
ARN de transfert : structure en feuille de trèfle
Alanyl-ARNt de levure. Cette structure représente la conformation primaire et secondaire d'un ARN de transfert selon le modèle dit en feuille de trèfle. Le résidu adénylique terminal (en haut) est lié à l'alanine par une liaison amino-acyl-adénylate. La boucle inférieure...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Molécules constitutives des nucléotides
Tableau des molécules constitutives des nucléotides.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Les nombreux scientifiques impliqués dans le projet Encode ont utilisé plusieurs méthodes pour repérer les fonctions de l’ADN du génome humain. Quelques exemples en sont donnés ici.
Crédits : D. Leja/ NHGRI ; I. Dunham/ EBI ; traduction : Encyclopædia Universalis France
Exploration du génome et bio-informatique, B. Jordan
Bertrand Jordan, chercheur retraité en biologie moléculaire et génétique et membre de l'Organisation européenne de biologie moléculaire, nous définit dans un entretien ce que sont la bioinformatique et la génomique et répond à quelques questions : En quoi la bioinformatique...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Représentation schématique d'un polynucléotide. B représente une base azotée ou nucléobase (purine ou pyrimidine), S un sucre à 5 atomes de carbone ou pentose et P une molécule d'acide phosphorique, assurant la liaison entre deux nucléotides consécutifs, sous forme de liaison...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Structure bicaténaire de l'ADN
La structure bicaténaire de l'ADN, selon le modèle de Watson et Crick, à gauche ; détails montrant successivement au centre l'antiparallélisme des chaînes, à droite la complémentarité des nucléobases.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Spectre d'absorption de l'acide guanylique
Spectre d'absorption en ultraviolet de l'acide guanylique.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Fractionnement et analyse des ARN
Fractionnement et analyse des ARN. La figure du haut montre le résultat du fractionnement par centrifugation en gradient de saccharose, gradient linéaire de concentration entre 5 et 20 %. Le mélange d'ARN est déposé à la surface du gradient. En fin de la centrifugation,...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Cinétique de réassociation des chaînes d'ADN
Cinétique de réassociation des chaînes d'ADN. L'ADN est fragmenté mécaniquement, chauffé au-delà de la température de fusion, puis refroidi. On mesure la vitesse de réassociation en fonction du temps. On a une courbe en trois paliers correspondant le premier aux fragments...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Synthèse des protéines sur les ribosomes
Synthèse des protéines sur les ribosomes. Il y a sur le ribosome combiné à un ARN messager deux sites : un site peptidique P, qui comprend le début de la chaîne protéique déjà synthétisée, un site accepteur A, sur lequel se fixe un nouveau aminoacyl tARN. Un mécanisme complexe...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Biosynthèse de l'ADN. Après séparation des deux chaînes grâce à des protéines de déroulement, on observe : la synthèse de nombreux petits fragments d'ARN par complémentarité avec l'ADN (a) ; la formation, sur ces amorces, des fragments d'ADN d'Okazaki (b) ; la destruction...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Dogme central. L'information va d'un acide nucléique à un acide nucléique, d'un acide nucléique à une protéine, mais jamais d'une protéine à un acide nucléique. L'ADN est synthétisé soit sur matrice ADN en présence d'ADN-polymérase, soit sur matrice ARN, en présence de...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Structure et composition de l'ADN. La double hélice et les quatre bases azotées. L'ADN, acide désoxyribonucléique, porte le message génétique de l'individu. Il se charge de transmettre, de génération en génération, toute une série de caractères morphologiques...
Crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.