La première partie de ce chapitre est consacrée à un historique de la découverte progressive du rôle de l'ADN en tant que matériel génétique.
Chaque monomère d'ADN contient un "squelette" qui sert de structure et de lien avec d'autres monomères, ainsi qu'une base azotée T, G, C ou A, qui est l'unité d'information. Les bases azotées des deux brins qui se font face sont reliées par des liaisons hydrogènes. L'adénine (A) s'apparie toujours avec la thymine (T) et la guanine (G) avec la cytosine (C). Par exemple, partout où un brin de la molécule d'ADN porte un A, l'autre brin porte un T.
LA RÉPLICATION DE L'ADN
Comme chacun des deux brins de l'ADN est ainsi totalement déterminé par l'autre, quand ils sont séparés, ils peuvent tous deux servir de "moule" pour la génération d'un nouveau brin, identique à celui qui vient d'être perdu. C'est ainsi qu'une seule molécule formée de deux brins d'ADN se réplique.
On estime que le génome humain contient environ 6 milliards de paires de nucléotides.
On estime qu'il suffit de quelques heures pour répliquer tous ces nucléotides.
On estime aussi que la réplication de ces nucléotides s'effectue avec un taux d'erreur extrêmement faible : 1 erreur pour 10 milliards de nucléotides répliquées. Évidement, ces erreurs sont capitales dans le processus évolutionnaire.
Le reste du chapitre détaille les processus en cause dans la réplication de l'ADN.
Je note que la synthétisation du nouveau brin d'ADN est réalisé dans la foulée de la séparation entre les deux brins originaux. Chez les organismes eucaryotes, divers "yeux de réplication" émergent le long d'une molécule d'ADN à double brin, molécule qui commence donc à se séparer et se dupliquer en plusieurs endroits en même temps (jusqu'à plusieurs milliers), ce qui explique en partie la vitesse du processus. Un nouveau brin est synthétisé dans la foulée et les yeux se rejoignent jusqu'à ce que deux molécules à deux brins émergent de la molécule originelle
Chaque extrémité d'un œil de réplication prend la forme d'une fourche de réplication en forme de Y : c'est comme la fermeture éclair d'une veste qu'on défait, sauf qu'une nouvelle moitié de la fermeture est générée sur chaque pan de la veste qui vient d'être ouvert.
Je passe plusieurs pages de détails et développements sur les mécanismes de la réplication de l'ADN.
L'information génétique encodée doit être entretenue. Il existe des mécanismes de réparation des lésions de l'ADN, lésions à causes variées, par exemple les rayons ultraviolets du soleil. Ces lésions dans l'ADN sont généralement corrigées avant qu'elles ne deviennent des modifications permanentes, c'est-à-dire des mutations, qui se reproduisent au cours des réplications successives. On connait ainsi 170 enzymes de réparation de l'ADN chez l'humain.
Les eucaryotes ayant un ADN linéaire (contrairement aux procaryotes qui ont un ADN circulaire), un problème se pose quant à l'extrémité des brins d'ADN : à cause des mécanismes du processus de réplication, les extrémités ne peuvent se reproduire, et chaque brin enfant est plus court que les brins parents. Pour empêcher la perte de matériel génétique, les extrémités des brins d'ADN sont constitués de centaines ou de milliers de séquences nucléotidiques particulières appelées télomères. Ce ne sont pas des gènes, mais des "tampons" qui retardent la perte de gènes. Les télomères raccourcissent à l'issue de chaque réplication. Il existe une enzyme spécialisée, la télomérase, qui, dans certains cas, comme dans les cellules reproductrices, vient synthétiser les télomères pour maintenir cet effet tampon.
Le raccourcissement normal des télomères pourrait protéger du cancer en limitant les capacités reproductives de chaque cellule, limitant ainsi l'accumulation d'erreurs génétiques. Il semble que les cellules cancéreuses utilisent la télomérase pour se maintenir.
LA COMPACTION DU MATÉRIEL GÉNÉTIQUE
On trouve pages 364-365 un schéma détaillé expliquant la condensation de la chromatine (complexe d'ADN et de protéine) dans un chromosome eucaryote. En gros, il y a une multitude d'enroulements et encore d'enroulements pour que tout ce matériel génétique linéaire puisse tenir dans les cellules. Les nucléosomes sont comme des "rouleaux" autour desquels la chromatine vient s'enrouler. Ainsi un chromosome, le "tas" final de matériel génétique enroulé, est en bonne partie constitué de nucléosomes.
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