La cellule et l’information génétique

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La structure de l’ADN

L’ADN est une biomolécule informative qui se présente sous la forme d’une double hélice formée d’un enchaînement de nucléotides. Chaque nucléotide se compose d’un sucre (le désoxyribose), d’un groupement phosphate (H3PO4) et d’une base azotée parmi les 4 suivantes : Adénine (A), Thymine (T), Guanine (G) et Cytosine (C). La succession des nucléotides constitue un message nécessaire à la synthèse de protéines qui seront à l’origine des caractéristiques de l’individu.

Les deux brins de la molécule d’ADN sont antiparallèles et complémentaires. Cela signifie qu’ils sont orientés en sens inverse et que les bases des deux brins s’associent d’une manière particulière : en face d’une adénine se trouve toujours une thymine et en face d’une guanine on trouve systématiquement une cytosine. Les bases azotées complémentaires sont reliées entre elles par des liaisons hydrogènes (deux liaisons entre A et T et trois entre G et C).

La molécule d’ADN est universelle car elle a la même structure chez tous les organismes vivants.

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Ultrastructure de l’ADN

Dans le noyau de la cellule, l’ADN est enroulé autour de protéines basiques nommées protéines histones. Il forme ainsi une structure en « collier de perles », chaque « perle », nommée nucléosome, étant constituée d’un agrégat d’histones autour duquel s’enroule un filament bicaténaire d’ADN. L’ensemble ADN et protéines constitue ainsi la chromatine qui peut se présenter sous une forme plus ou moins condensée. La forme condensée de la chromatine est nommée chromosome.

Définition

Bicaténaire : qui est constitué de deux chaînes complémentaires.

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De l’ADN au chromosome

L’ADN et le cycle cellulaire

Le cycle cellulaire est l’ensemble des étapes par lesquelles passe une cellule entre deux divisions. Il comporte 4 étapes successives nommées G1, S, G2 et M. Les étapes G1, S et G2 constituent l’interphase.

La phase G1 est une phase de croissance et de biosynthèse de la cellule.

La phase S est une phase de réplication de l’ADN. Durant cette phase, il y a doublement du nombre de molécules d’ADN et par conséquent de nombre de chromatides des chromosomes (chaque chromatide contient une molécule d’ADN bicaténaire).

La phase G2, comme la phase G1, est une étape de croissance et de biosynthèse de la cellule.

La phase M ou mitose est la phase de division de la cellule. Elle comporte elle-même 4 étapes : prophase, métaphase, anaphase et télophase. On passe alors d’une cellule mère à 2 cellules filles.

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Le cycle cellulaire

Au cours du cycle cellulaire, la chromatine passe par des états plus ou moins condensés. Elle est diffuse durant l’interphase, puis, durant la phase M, elle se présente sous forme de chromosomes condensés.

La phase de duplication de l’ADN (phase S) qui précède la mitose permet aux chromosomes de passer d’une à deux chromatides. Cette étape est indispensable pour maintenir la quantité d’ADN aux cours des générations cellulaires (maintien du caryotype).

Remarque

La réplication de l’ADN est semi-conservative, ce qui signifie que chaque molécule d’ADN fille possède un brin de la molécule mère et un brin néoformé.

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Chromatine et chromosome au cours du cycle cellulaire