L’origine d’une variabilité de l’ADN

L’origine d’une variabilité de l’ADN :

L’ADN est une molécule filamenteuse très fine (2 nm d’épaisseur) qui a la propriété de pouvoir se répliquer à l’identique. Pourtant, elle n’est pas immuable et possède une relative instabilité. Dans une cellule, l’ADN est toujours associé à des protéines autour desquelles il s’enroule, on les nomme histones. Ces protéines interviennent dans la compaction de l’ADN. Sans ces protéines, l’ADN mesurerait 1m80.

Cycles cellulaires :

L’une des propriétés d’une cellule vivante est sa capacité à se diviser

On parle de cycle cellulaire pour désigner les différentes phases par lesquelles une cellule mère se transforme en deux cellules filles. Durant un cycle on distingue l’interphase qui est la période pendant  laquelle la cellule n’est pas dans un état de division.

On distingue aussi la mitose qui correspond aux différentes étapes pendant laquelle la cellule se divise en deux cellules filles.

Les différentes étapes de la mitose assurent la conservation de toutes les caractéristiques du génome au cours des générations cellulaires.

Chromosomes et ADN :

Dans les cellules eucaryotes, l’information génétique qui est constituée d’ADN est localisée dans un noyau bien délimité. En interphase, les différentes molécules D’ADN d’une cellule forment des amas (accumulations) diffus. L’ADN est dans un état décondensé.

Pendant la mitose, l’information génétique se présente sous la forme de petits bâtonnets ; ce sont les chromosomes dans un état condensé.

Au début de la mitose, chaque chromosome apparait double et est constitué de deux chromatides réunis par le centromère. (schéma) Chaque chromatide contient une molécule d’ADN. La mitose assure la transmission des chromosomes.

La réplication de l’ADN :

Au cours de l’interphase, (avant la mitose) tous les chromosomes sont copiés. Cette étape est la réplication de l’ADN.

Durant la réplication de l’ADN, chacun des deux brins sert de modèle à la fabrication de nouveau brin. Une molécule d’ADN donne donc naissance à deux molécules d’ADN-filles constituées d’un brin « Nouveau » et d’un brin « Ancien ».Les deux cellules-filles ont exactement le même nombre et les mêmes chromosomes que la cellule-mère. La réplication de l’ADN est dit semi-conservatif car la moitié de la molécule initiale est conservée.

L’écartement des deux brins de la molécule initiale d’ADN ainsi que l’insertion de nouveaux nucléotides sont assurées par un mécanisme enzymatique : L’ADN-polymérase. Celle-ci va insérer un par un de nouveaux nucléotides en face de chacun des deux brins.

Cette fabrication de nouveau brin d’ADN s’effectue en respectant la complémentarité des nucléotides : Un nucléotide A (Adénine) est associé à un nucléotide T (Thymine) et un nucléotide C (Cytosine) est associé à un nucléotide G (Guanine).

Puisque la copie se fait par complémentarité des nucléotides, elle est théoriquement parfaite. Cependant l’ADN-polymérase, n’est pas fiable à 100%. On estime que pendant la réplication, elle « se trompe » en moyenne une fois pour 100 000 nucléotides répliqués.

Toutes fois, L’ADN-polymérase vérifie le bon appariement de nouveaux nucléotides ajoutés et remplace ceux qui ne correspondent pas. La fiabilité finale est estimée à une erreur pour 10 millions de nucléotides répliqués (l’ADN d’une cellule humaine comporte 6.4 millions de paires de nucléotides).

Ainsi, un chromosome à deux chromatides, au début de la mitose, est constitué de deux molécules d’ADN identiques portant la même information génétique

Réparation de l’ADN et mutations :

A la fin de l’interphase, on estime qu’il subsiste dans l’ADN une « erreur » pour 1 000 000 000 de nucléotides insérés alors qu’il  s’en produit environ une pour 100 000.

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