ADN La petite histoire Comprendre simplement Domaines de présence Son interprétation dans l'avenir Les références Mais encore …

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La petite histoire  Up Page Origine, raisons, hasard L'acide ribonucléique (ARN) a une structure semblable à celle de l'acide désoxyribonucléique (ADN). La molécule d'ADN ne fait que porter l'information génétique et l'ARN traduit l'ADN en protéines.

Comprendre simplement  Up Page ARN et ADN L'ADN (ou acide désoxyribonucléique) est constitué de deux chaînes d'acides aminés formant une double hélice. L'ARN (ou acide ribonucléique), pour sa part, n'est composé que d'une seule chaîne. Les cellules de la plupart des êtres vivants utilisent l'ARN pour traduire les instructions inscrites sur l'ADN et les transmettre aux protéines. Les sucres sont essentiels à la fabrication de l'ADN et de l'ARN. L'ADN, l'acide désoxyribonucléique contient le patrimoine génétique de tout être vivant et l'ARN, l'acide ribonucléique, recopie les instructions de l'ADN pour les faire exécuter au sein des cellules.   Origine de la vie La découverte du biologiste Steven Lommel, publiée dans la dernière édition du magazine Science, est fondamentale. Elle suggère que l'ARN est peut-être apparu avant l'ADN et les protéines dans l'océan primitif, la "soupe originelle", où la vie a pris forme. En effet, l'ARN se chargeait peut-être de la transmission et du décodage des informations génétiques avant l'apparition de l'ADN, une molécule plus complexe.

Domaines de présence  Up Page Code barre Une étude menée par Paul Hebert, de l'université de Guelph (Ontario), permettrait d'accélérer de facon conséquente le processus de reconnaissance des espèces animales par un examen rapide portant seulement sur une partie de l'ADN. La méthode d'identification des espèces animales est à l'heure actuelle tres laborieuse et peu fiable, consistant la plupart du temps en un examen minutieux des caractéristiques physiques (de la forme du bec et de la couleur des ailes par exemple pour un oiseau) ou des examens complets sur l'ADN. D'après Paul Hebert, l'examen de la séquence ADN d'un seul gène spécifique suffirait à révéler l'identité de l'animal étudié et ainsi permettre sa classification. La séquence de ce gène codant pour l'oxidase I du cytochrome C semble varier énormement en fonction de l'espèce, tant et si bien que chaque espèce pourrait avoir son propre code caractéristique de 650 lettres, son propre "Code barre", dans la séquence génétique qu'il renferme. Deux études ont été menées simultanément. Paul Hebert a ainsi comparé les codes ADN de 260 espèces d'oiseaux présents en Amérique du Nord. En parallèle il s'est intéressé à 480 spécimens supposés appartenir à la même espèce de papillons, Astraptes fulgerator, vivant au Costa Rica. D'un côté les oiseaux étudiés ont livrés des "codes barres" très différents d'une espèce à l'autre. Le même examen sur les papillons a mis en évidence la présence de 10 espèces (et non une seule), théorie qui a ensuite été validée par les chercheurs (les différences d'aspect des chenilles et d'alimentation des papillons ont confirmé l'existence de ces dix espèces distinctes). Des études complémentaires sont actuellement menées pour étendre la validité de cette méthode à d'autres groupes animaux. La constitution d'une base de données des espèces avec un "code barre" pour chaque espèce est envisagée. Il reste à vérifier que la séquence génétique en question diffère pour chaque espèce animale, y compris celles qui sont le fruit de mutations récentes. Cependant si la méthode s'avérait concluante, elle allègerait considérablement les examens actuels de taxinomie.   L'ADN: une double hélice éternellement stable Comment le patrimoine génétique se protège depuis des milliards d'années contre la lumière des Ultra Violets (UV)? Les conditions n'étaient pas des plus favorables lorsque la vie est apparue sur Terre. Avant la formation de la couche d'ozone, sa surface était pratiquement stérile à cause des rayons UV de la lumière du soleil. A cette période, la vie n'était vraissemblablement possible que dans les profondeurs des zones immergées. Le souvenir de cette menace du rayonnement UV reste encore apparent dans chaque cellule, décrit un groupe de recherche allemand et polonais dans la revue Science (Bd. 306, S. 1765, 2004). "Ce rayonnement a d'ailleurs sûrement joué un rôle déterminant dans la configuration de la molécule d'ADN", suppose Thomas Schultz de l'Institut Max Born de Berlin, "car l'ADN est véritablement stable au rayons UV."   L'équipe de Thomas Schultz et Wolgang Domcke de l'université technique de Munich a trouvé une explication à cette résistance sur des molécules ressemblant à l'ADN. La marque distinctive de l'ADN est l'enchevêtrement de paires de molécules. Ces paires de bases lient les deux brins d'ADN à la manière d'une échelle de corde. Les chercheurs ont fait subir un rayonnement imitant la lumière du soleil à une unique paire de base avec une impulsion laser UV très courte. A certains endroits, le rayonnement UV peut occasioner de nouvelles liaisons chimiques. Les cellules disposent cependant d'une enzyme de réparation spécifique, la "Photolyase" qui élimine constamment de tels dommages. Une équipe de recherche allemande et hollandaise a observé cette enzyme en action. L'équipe d'Alexandra Mees de l'université de Munich et de Lars-Oliver Essen de l'université de Marbourg ont décrit dans la revue Science comment la "Photolyase" parvient à ouvrir les liaisons de la molécule d'ADN en profitant de l'énergie du soleil pour corriger les liaisons incorrectes (Bd. 306, S. 1789, 2004).

Son interprétation dans l'avenir  Up Page Mécanisme de réparation de l'ARN Des recherches à l'Hôpital national norvégien (Rikshospitalet) ont montréque l'ARN peut être réparé de la même manière que l'ADN. On savait déjà que les protéines AlkB pouvaient réparer l'ADN et l'ARN, il est maintenant prouvé que les AlkB peuvent rendre fonctionnelles à nouveau les molécules d'ARNm et d'ARNt. Cette protéine, associée avec la hABH3, permet in vivo de restaurer l'ARNm préalablement méthyle qui peut donc ensuite être traduit. L'ARNt peut aussi être déméthyle de la même manière et être ainsi utilisé pour la traduction. La découverte de ce mécanisme de réparation de l'ARN est de la plus haute importance biologique.   L'électronique moléculaire Les scientifiques du monde entier s'efforcent de déterminer la façon dont se comporte la molécule d'ADN en tant que matériau électronique. Le monde scientifique se demande en effet comment se comporterait la molécule d'ADN si on y introduisait, comme dans un fil, du courant électrique. Les chercheurs de l'Institut Jozef Stefan ont fait avancer les recherches en ce qui concerne les caractéristiques électroniques et la conductibilité de l'ADN. Les résultats de leur travail de recherche montrent que l'ADN peut être décrite comme une succession de points quantiques, dans laquelle les électrons libres restent suffisamment longtemps pour nous permettre d'y introduire des informations : vide, 0, plein, 1, soit correspond aux fondements de la technologie informatique moderne. L'équipe de chercheurs du Département des matières complexes de l'Institut Jozef Stefan, dirigée par le dr. Dragan Mihailovic, a utilisé une méthode totalement nouvelle pour la recherche des caractéristiques de conduction de l'ADN, celle de la spectroscopie photoinduite infrarouge. Cette méthode très précise se déroule dans des conditions sous contrôle, ce qui assure la fiabilité et la reproductibilité des résultats. L'équipe de l'IJS a choisi de ne pas brancher la molécule d'ADN entre deux nanoélectrodes, mais de stimuler les paires électron-vide de l'ADN à la lumière laser : les chercheurs slovènes ont photoinduit les porteurs de charge dans l'ADN par un colorant rajouté à l'ADN. Les paires ainsi créées peuvent être suivies par infrarouge. Ces essais slovènes ont montré que les charges ajoutées à l'ADN n'entraînaient pas de grands changements de la structure de la molécule, ce qui motive tout particulièrement les scientifiques : les résultats des scientifiques slovènes de l'IJS démontrent que la molécule d'ADN se comporte de manière similaire à un semi-conducteur. Les scientifiques ont dès lors l'espoir de voir remplacer les ordinateurs actuels basés sur la semi-conductibilité du silicium par des ordinateurs beaucoup plus petits et beaucoup plus rapides, basés sur l'électronique moléculaire.

Les références  Up Page Réseau Pepe BE Allemagne BE Canada BE Norvège BE Pays-Bas BE Slovénie Cybersciences Energies vibratoires et mystère de la vie Dr Hervé Staub Recherche février 2005 n°383   Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.   Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

Mais encore …  Up Page Antigel extraterrestre Dans un nuage interstellaire au centre de la Voie Lactée, des astrophysiciens américains et français ont découvert de l'éthylène-glycol, une molécule organique qui entre dans la composition des produits antigel. C'est ce qu'a annoncé l'Observatoire français de radio-astronomie (NRAO). C'est dans le nuage moléculaire du Sagittaire, à 26.000 années-lumière de la Terre, que le radiotélescope du NRAO, basé à Kitt Peak, en Arizona, a décelé la présence de cette molécule organique. De la famille chimique des sucres, l'éthylène-glycol est l'une des cinq plus grosses molécules organiques découvertes dans l'espace. Elle est constituée de dix atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Cette découverte, qui sera prochainement publiée dans les Astrophysical Journal Letters, confirme la théorie selon laquelle les premiers organismes vivant sur Terre se sont donc formés à partir des molécules organiques provenant de nuages interstellaires. Les composants de l'atmosphère primitive se sont, en effet, transformés en composés organiques sous l'action des rayons ultraviolets du Soleil. Ces molécules se sont ensuite dissoutes dans l'eau puis ont réagi chimiquement entre elles, en donnant des composés plus complexes, comme les oses, à la base des sucres ou glucides, les acides aminés, à la base des protéines et les acides gras, à la base des graisses ou lipides.   Faire tourner l'ADN Comment la nature empêche-t-elle que les hélices d'ADN ne se 'resserrent' pendant leur déroulement -petit à petit- lors du processus de reproduction ? Des chercheurs de l'Université de Technologie de Delft, de l'Ecole Normale Supérieure de Paris et de l'institut Sloan-Kettering de New York ont éclairci le mécanisme. Récemment (avril), leur recherche est parue à la une de la revue Nature. Cette équipe internationale de chercheurs dirigée par des Néerlandais a éclairci comment la nature libère le couple présent dans l'ADN au niveau moléculaire. L'enzyme topoisomerase IB (TIB) libère le couple de torsion dans les brins d'ADN. Durant leurs travaux, les chercheurs ont pu suivre une seule molécule de l'enzyme à mesure qu'elle agissait sur une molécule d'ADN. L'enzyme se fixe sur l'ADN, coupe l'un des brins et laisse l'ADN se dérouler avant de recoller les extrémités coupées. Cette recherche a fourni de nouveaux éléments sur les interactions entre l'ADN et cette enzyme, qui sont d'une importance fondamentale pour la compréhension de la division cellulaire. L'ADN consiste en deux branches qui s'entremêlent comme un escalier tournant. Lors de la mitose (division cellulaire), des enzymes suivent le cours de cet 'escalier' tout en rajustant temporairement les branches afin de les séparer. Durant cette phase, du matériel génétique est copié et les enzymes responsables de ce processus doivent être capables de traduire les séquences génétiques. Cela n'est possible que si la portion d'ADN à transcrire est déroulée. Plus le processus continue, plus les forces de torsion se développent dans l'ADN, entraînant la formation de boucles supplémentaires (supercoils), similaires à celles que l'on voit dans le fil d'un téléphone trop utilisé. L'enzyme annule les forces de torsion et évite ainsi l'échec du processus de division cellulaire. Elle étreint l'ADN, coupe l'une des deux branches et fait tourner les extrémités avant de les recoller. Ces chercheurs ont été les premiers à 'voir' comment l'ADN s'est allongé au fur et à mesure que l'enzyme a enlevé une à une les boucles qui s'étaient formées. Le mécanisme précis selon lequel fonctionne le TIB est important pour la recherche contre le cancer : les drogues qui inhibent le fonctionnement de l'enzyme sont déjà en utilisation clinique mais peuvent être améliorées en utilisant les connaissances développées dans cette étude.   Emetteur et récepteur Aussi bien les plantes que les animaux et les humains possèdent une telle structure dont l'élément oscillateur de base, à l'image d'un circuit oscillant de radio, est représenté par l'acide désoxyribonucléique (ADN) intracellulaire.   Structure en boule L'équipe de Timothy Richmond, de l'Université de biologie moléculaire et de biophysique de Zurich, vient de produire des résultats qui semblent invalider l'enroulement de l'ADN en hélice simple. En mélangeant in vitro des nucléosomes et de l'ADN, les biologistes ont vu que la chromatine reconstituée s'arrange en un "zigzag". Sur le plan tridimentionnel, cela change du tout au tout les rapports de proximité entre les différents nucléosomes: ceux qui sont contigus dans la chromatine se retrouvent, d'après le second modèle, éloignés dans la fibre de 30 nanomètres. Or, de l'organisation tridimentionnelle de la chromatine dépendent la dynamique et l'expression du génome. Afin que les gènes enfouis dans les chromosomes s'expriment et soient accessibles aux facteurs d'initiation de la transcription, il faut que le chromosome soit partiellement débobiné par endroits. "Imaginez que les différentes parties d'un gène se trouvent de part et d'autre de la fibre", commente Thierry Grange, généticien à l'institut Jacques Monod, à Paris. "Pour que les facteurs de transcription puissent communiquer entre eux et activer le gène, il faut alors que la fibre se décompacte plus que si les mêmes régions étaient contiguës."   ARN polymérase Le Professeur Patrick Cramer et son équipe, membres de la Direction du cluster d'excellence "Center for integrated Protein Science Munich", hébergé par la Ludwig-Maximilians-Universitat (LMU), viennent de prouver en novembre 2007 que l'ARN Polymérase est capable de synthétiser de l'ARN à partir d'ADN, mais aussi à partir d'ARN. L'information génétique, à la base de la synthèse protéinique chez les êtres vivants, est contenue dans l'ADN, au cœur du noyau cellulaire. Cependant, la synthèse protéinique elle-même s'effectue dans la cellule, mais en dehors du noyau, la où se trouvent les éléments nécessaires à cette fabrication. Une molécule appelée ARNm (pour Acide RiboNucleique messager) a pour fonction de transporter l'information génétique de l'ADN du noyau vers le plasma cellulaire. Le mecanisme de traduction de l'ADN en ARN appelé "transcription" est catalysé par une enzyme nommée l'ARN Polymérase.