L’ADN
Notre ADN est présent dans presque toutes les cellules de notre corps sous la forme des biens connue des chromosomes. Pour celui-ci, c'est comme un mode d'emploi de trois milliards de caractères (les bases A, T, C et G) expliquant comment fabriquer les protéines qui le composent et assurant son bon développement et fonctionnement. La tâche des généticiens consiste grosso modo à y trouver la faute de frappe.\ La séquence entière de la chaîne d'ADN est appelé le génome.
Cette macro-molécule est composée de deux brins complémentaires formant la fameuse double hélice.
Des brins complémentaires
Ils sont le miroir l'un de l'autre en ce sens que chaque base s'apparie avec une base précise (A avec T, C avec G) et parce que chacun se "lit" dans le sens opposé\ Ainsi si un brin possède la séquence 5'-ATTCG-3'\ son homologue aura normalement 3'-TAAGC-5'
1 | |
Les chromosomes
Les humains possèdent 23 paires de chromosomes, une de ces paires servant à définir le sexe de l'individu (XX pour les femmes, XY pour les hommes). Chaque paire est composée d'un chromosome de la mère et un du père. Ce point aura son importance pour la suite.\ Chaque chromosome n'est en réalité qu'une seule longue chaîne d'ADN ininterrompue. Sa forme bien connue en X n'est dû qu'au fait que la molécule d'ADN doit s'entortiller de manière la plus compacte possible lorsqu'une cellule se divise, mais elle se "redéroule" pour fonctionner une fois cette étape passée.
Les gènes
L'ADN entier ne sert pas directement à fabriquer les protéines. Les sections qui ont cette fonction sont appelées les gènes et forment la région codante de l'ADN (car codant la fabrication de protéines).\ Ces gènes sont eux-mêmes subdivisés en deux types de segments principaux, les exons qui codent effectivement les protéines comme on le verra plus loin, séparés par des introns qui sont de longues portions non codantes au sein des gènes.
La séquence formée par l'ensemble de ces 180 000 exons est appelée exome. Comme l'exome représente environ 1,5% du génome total, les laboratoires se contentaient souvent de séquencer cette portion suffisante pour effectuer ~85% des diagnostics. Cependant avec les progrès techniques et informatiques, l'écart avec le génome ne fait que se réduire, rendant cette option viable en routine pour un certain nombre de laboratoire.
L'ARN
L’ADN n’est pas le support direct de la synthèse des protéines, il doit passer par un
proxy sous la forme d’ARN messager (ARNm) appelé un transcrit.\
L'étape de transcription consiste en la fabrication d'un brin d'ARN pré-messager en complémentarité
d'un brin matrice d'ADN. Ainsi une séquence d'ADN 5'-ATTCG-3' formera un brin d'ARN UAAGC
(des U sont utilisés à la place des T pour l'ARN).\
Cet ARN pré-messager subira une maturation consistant en l'excision des introns qui,
comme évoqué plus haut, sont non codants. Cette étape importante s'appelle
l'épissage et si elle est perturbée, elle peut être la cause de certaines maladies
rares.\
Enfin, cet ARNm pourra servir de support pour la fabrication de protéines.
Il est à noter qu'un même gène peut être source de plusieurs transcrits aux fonctions différentes. En effet, tous les exons du gène ne sont pas nécessairement gardés sur le brin d'ARN lors de sa maturation. La protéine produite sera donc différente. On parle alors d'épissage alternatif. C'est pourquoi les généticiens rendent leurs conclusions sur des transcrits plutôt que des gènes.
Le code génétique
Le code génétique est largement partagé à travers tout le monde du vivant sur la Terre et régule la façon dont l'ADN finit par être traduit en protéine.\ Si en informatique un octet composé de 8 bits code une information, en génétique, un codon de trois bases code pour un acide aminé de la protéine finale (celle-ci n'étant qu'un enchainement d'acides aminés). Ceci a son importance car si dans un gène, la séquence est raccourcie ou allongée d'un non multiple de 3, cela va provoquer un frameshift (ou décalage du cadre de lecture) modifiant toute la suite de la protéine et ayant donc une conséquence généralement plus importante1
Note
"En résumé" - L'ADN est la single source of truth dans la production de protéines par le corps. - Il est divisé en 23 paires de chromosomes, chaque paire étant composée d'un chromosome maternel et un paternel. - Les exons des gènes forment la partie codante de l'ADN. - Les transcrits sont le support direct à partir duquel sont synthétisées les protéines. - Le code génétique est la correspondance entre des triplets de bases azotées avec un acide aminé.
Métaphore mnémotechnique
- L'ADN est la base de données de l'organisation. - Les gènes sont les procédures généralistes pour la production de l'organisation.
- Les transcrits sont des variantes des procédures de fabrication pour adapter le produit² aux besoins du client
- Chaque codon est une étape de la conception du produit fini.
-
cf les types de variations ↩