SVT : la réplication de l’ADN

ADN

Au sommaire de cet article 👀

Dans cet article, nous faisons le point avec toi sur la molécule d’ADN et l’information génétique dont elle est porteuse. Un chapitre clé de ton programme de SVT en classe de première générale.

L’ADN, porteur du patrimoine génétique

Un polymère en double-hélice

L’ADN, ou acide désoxyribonucléique, est une macromolécule en forme de double hélice, composée de structures répétitives de molécules simples, les nucléotides. La grande molécule d’ADN est ainsi un polymère, tandis que ses unités structurantes sont des monomères.

La double hélice est formée de deux brins complémentaires, s’enroulant l’un autour de l’autre, composés d’ensembles de monomères. Ces ensembles sont constitués de 7 nucléotides.

Les nucléotides

Les nucléotides forment les unités structurantes des brins d’ADN. Il en existe quatre types, différenciés par leur base azotée.

Les nucléotides sont formés selon trois éléments :

  • Un phosphate
  • Un sucre désoxyribose
  • Une base azotée : adénine A, cytosine C, guanine G, ou thymine T

Les nucléotides sont plus nommés selon leur base azotée. Des liens de complémentarités existent réciproquement entre A et T, et C et G : les brins d’ADN se feront ainsi face selon cette complémentarité.

ADN et chromosomes

Situés dans le noyau de la cellule chez les eucaryotes, les chromosomes sont constitués d’ADN. Un fragment de chromosome correspond à un ensemble de gènes.

Le chromosome est une version condensée de l’ADN. En effet, celui-ci est représenté dans sa forme décondensée de double-brin enroulé l’un autour de l’autre.  Chaque brin contient également des histones, des protéines, autour desquelles l’ADN peut venir s’enrouler en formant ainsi des nucléosomes. C’est lorsqu’il s’enroule que l’on dit que l’ADN se condense, sous forme de filaments de chromatine.

Après que l’ADN s’est enroulé sur lui-même et a formé la chromatine, celle-ci peut davantage se condenser en s’enroulant de même autour d’histones, formant à terme une chromatide de chromosome.

Le chromosome est donc la forme condensée (en plusieurs étapes) de l’ADN. Il peut être simple ou double, s’il a une ou deux chromatides. Généralement représenté par une forme de X, le chromosome contient alors deux chromatides reliées entre elles par leur centromère (le centre du chromosome). Chaque chromatide correspond à une molécule d’ADN condensée.

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La réplication de l’ADN

Condensation de la chromatine et division cellulaire

Entre chaque division cellulaire, une cellule entre dans une interphase, étape préparatoire, au cours de laquelle elle croît. Au cours des mitoses comme des méioses, l’ADN est visible puisqu’il est condensé sous forme de chromosomes.

La condensation de l’ADN intervient en fin d’interphase. En période de « repos » du cycle cellulaire, hors division cellulaire et sa préparation donc, les chromosomes sont présents, mais extrêmement fins, car sous forme de filaments de chromatine, qui n’est pas enroulé sur lui-même. On dit que l’ADN est décondensé.

L’ADN est ainsi présent de manière constante dans les cellules, sous forme condensée ou décondensée, c’est-à-dire « visible » sous forme de chromosome, ou non sous forme de filaments fins de chromatine.

Interphase et doublement de la quantité d’ADN

Le cycle cellulaire est caractérisé par l’alternance entre la division cellulaire et l’interphase, majoritaire dans la vie d’une cellule.

L’interphase se subdivise en trois étapes, dont la seconde phase S « synthesis », au cours de laquelle la quantité d’ADN détenue par une cellule double (Q à 2Q).

Ainsi, les chromosomes simples, à 1 chromatide, en début de phase divisionnelle, deviennent ainsi doubles. Chaque chromatide correspond à un brin d’ADN. Chaque chromosome contient ainsi deux fois l’information génétique. Ce dédoublement correspond à la réplication de l’ADN.

La réplication semi-conservative

Plus précisément, la formation de nouvelles chromatides s’effectue à partir d’une molécule d’ADN et de ses brins. L’un des brins est conservé, tandis que le second en est séparé, grâce à l’enzyme hélicase. Sur chacun de ces deux brins solitaires, un nouveau brin est formé, grâce au principe de complémentarité des bases azotées des nucléotides. Ce travail d’association est réalisé par l’enzyme ADN-polymérase, qui synthétise les nucléotides en fonction du premier brin (A / T, C / G), jusqu’à qu’un deuxième brin soit créé.

Ce deuxième brin vient s’enrouler autour du premier et reforme la double-hélice caractéristique de l’ADN.

Le processus de réplication de l’ADN est donc qualifié de semi-conservatif puisque pour chaque molécule d’ADN, un brin (la moitié donc) est conservé, et l’autre est créé.

Un chromosome double a donc deux chromatides, chacune étant composée d’ADN condensé, formé d’un brin neuf et d’un brin ancien, c’est-à-dire postérieur et antérieur à l’interphase.

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