A. La structure de l’ADN et des protéines
La séquence de l’ADN, est la succession des quatre désoxyribonucléotides (Adénine, cytosine, guanine, thymine) le long des brins de la molécule d’ADN. Elle est une information : en effet, une mutation (=modification de la séquence des nucléotides) peut se traduire par une modification d’un ou plusieurs caractères héréditaires si elle touche la partie codante de l’ADN (1 à 3% chez l’humain). Cette information génétique est transmise de générations en générations, d’une cellule à l’autre par mitose et d’un organisme à un autre lors de la reproduction.
Les caractères d’un individu sont dus notamment aux protéines qu’il possède. Ce sont des macromolécules (= molécule de grande taille) composées d’une succession linéaire et ordonnée (= séquence) d’acides aminés. Elles se replient ensuite, ce qui leur permet d’exercer leur fonction(ex : structure :collagène des cheveux, kératine des ongles ; métabolisme : enzymes (ex :ADN polymérase), transport de molécule(ex : Hémoglobine et O2)).
L’ADN et les protéines sont donc 2 molécules linéaires, formées d’une succession ordonnée de sous-unités = éléments plus ou moins répétées appelée séquence des nucléotides pour l’ADN, ou séquence d’acides aminés = séquence peptidique pour les protéines.
B. La relation gène-protéine
La mutation d’un gène (= modification d’un ou plusieurs nucléotides) modifie la séquence des acides aminés de la protéine correspondante. De plus, l’expérience de Beadle et Tatum (1941) montre que la mutation d’un gène modifie une protéine qui elle-même modifie un caractère héréditaire. Donc un gène est un fragment d’ADN qui détermine la synthèse d’une protéine, qui détermine elle-même un caractère héréditaire.
Expérience historique de Beadle et Tatum: La mutation d’un gène entraine la modification d’une protéine (une enzyme) qui entraine la modification d’un caractère héréditaire (la capacité à synthétiser une molécule et à pousser sur un milieu supplémenté ou non en cette molécule)
A partir de 1960, on observe des similitudes entre l’ADN et les protéines : elles sont toutes 2 linéaires, formées d’une succession ordonnée de sous-unités/éléments plus ou moins répétées (polymères) appelée séquence des nucléotides pour l’ADN, ou séquence d’acides aminés pour les protéines. La mutation d’un gène (= modification d’un ou plusieurs nucléotides) modifie la séquence des acides aminés de la protéine correspondante de façon proportionnelle.
Cependant, chez les eucaryotes, la synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme, alors que l’ADN ne sort pas du noyau. Il faut donc qu’il y ait un intermédiaire qui transmette le message génétique d’un gène entre le cytoplasme et le noyau.