La double hélice de l’ADN est la structure moléculaire la plus connue en biologie. Lorsque James Watson et Francis Crick, grâce aux données décisives de Rosalind Franklin, ont découvert cette structure en 1953, ils ont révolutionné la manière dont les scientifiques et le reste du monde comprenaient l’hérédité.
Elle a apporté une explication simple à la manière dont l’ADN est copié lorsqu’une cellule se divise, à sa transmission de génération en génération et à la façon dont cette molécule simple peut expliquer l’ahurissante complexité de la vie sur Terre. On la considère à juste titre comme l’une des découvertes scientifiques majeures des temps modernes.
Quelle est la forme de l’ADN ?
Comme son nom l’indique, la double hélice de l’ADN a la forme d’une hélice, c’est-à-dire essentiellement d’une spirale tridimensionnelle. Le concept de « double » vient du fait que l’hélice est composée de deux longs brins d’ADN entrelacés, comme une échelle torsadée.
Chaque brin d’ADN (ou côté de l’échelle) est une longue molécule linéaire composée d’un squelette glucidique et de groupes phosphate. Une base azotée est connectée à chaque sucre. Chaque échelon entre les deux brins de l’ADN est formé par des paires de ces bases azotées.
Il existe quatre types de bases dans l’ADN, souvent appelées par leur initiale : adénine (A), thymine (T), cytosine (C) et guanine(G). Lorsque les paires de bases interagissent, elles se lient de manière bien spécifique : A toujours appariées à T et C toujours appariées à G.
Ces bases s’apparient à l’aide d’un type très faible de liaison chimique appelée liaison hydrogène. La paire de bases A-T est maintenue ensemble par deux liaisons hydrogène. La paire C-G est maintenue ensemble par trois liaisons hydrogène.
La double hélice et la réplication de l’ADN
La réplication de l’ADN est le processus biologique par lequel une hélice d’ADN double brin est copiée, produisant deux répliques identiques. La structure à double hélice rend possible le processus de réplication de l’ADN et a inspiré à Watson et Crick la citation la plus connue extraite du tout premier article qu’ils ont coécrit pour décrire la double hélice :
« Il n’a pas échappé à notre attention que l’appariement spécifique dont nous posons le postulat suggère immédiatement un possible mécanisme de copie pour le matériel génétique. »
C’est l’appariement des bases dans la partie centrale de la double hélice de l’ADN qui permet de le copier fidèlement à chaque fois qu’une cellule se divise.
La première étape de la réplication de l’ADN consiste à dérouler l’hélice d’ADN. Les ADN polymérases, protéines dont le travail est de copier l’ADN, peuvent dérouler l’ADN, car les liaisons hydrogène entre les paires sont très faibles.
Une fois que les brins d’ADN sont séparés, l’ADN polymérase construit un nouveau brin à partir de chacun des brins individuels. Pour cela, elle utilise les propriétés d’appariement des bases. S’il y a une base T, par exemple, l’ADN polymérase ajoute un A au brin opposé, et ainsi de suite. Au final, on obtient deux copies identiques de l’ADN d’origine.