🧬 Transmission, variation & expression du patrimoine génétique

L'ADN (Acide DésoxyriboNucléique) est une macromolécule constituée de deux brins antiparallèles enroulés en double hélice.

UNITÉ DE BASE : le nucléotide
Chaque nucléotide = groupement phosphate + sucre (désoxyribose) + base azotée

Les 4 bases azotées :
• Adénine (A) ↔ Thymine (T) — 2 liaisons hydrogène
• Guanine (G) ↔ Cytosine (C) — 3 liaisons hydrogène
→ Règle de complémentarité : A s'apparie toujours avec T, G avec C

En chiffres :
• 1 cellule humaine ≈ 2 m d'ADN compactés en 6 µm de noyau
• Génome humain ≈ 3,2 milliards de paires de bases
• 23 paires de chromosomes (2n = 46)

La RÉPLICATION est la duplication de l'ADN avant chaque division cellulaire (mitose).

Semi-conservative : chaque molécule fille conserve un des deux brins parentaux.

Étapes :
1. Ouverture de la double hélice (hélicases)
2. Lecture du brin matrice
3. Synthèse du nouveau brin (ADN polymérase — ajoute nucléotides 5'→3')
4. Résultat : 2 molécules d'ADN identiques à la molécule mère

Preuve : expérience de Meselson & Stahl (1958) — isotopes ¹⁴N et ¹⁵N

À partir de la règle de complémentarité :

Si on connaît %A → %T = %A
Si on connaît %G → %C = %G
Et : %A + %T + %G + %C = 100%

Exemple :
ADN : 30% de A
→ %T = 30%
→ %G + %C = 100 - 30 - 30 = 40% → %G = %C = 20%

Règle de Chargaff : [A]=[T] et [G]=[C] dans un ADN bicaténaire

Une MUTATION est une modification permanente de la séquence d'ADN.

MUTATIONS GÉNIQUES (au niveau d'un gène) :
• Substitution : remplacement d'une base → mutation faux-sens (AA différent), silencieuse (même AA), non-sens (codon stop prématuré)
• Délétion : perte d'une ou plusieurs bases → décalage du cadre de lecture
• Insertion : ajout d'une base → décalage du cadre de lecture

MUTATIONS CHROMOSOMIQUES :
• Délétion d'un segment → perte de gènes
• Translocation → échange de segments entre chromosomes
• Non-disjonction → trisomie (ex : trisomie 21)

AGENTS MUTAGÈNES :
• Physiques : UV (dimères de thymine), rayonnements ionisants (X, γ)
• Chimiques : benzène, amiante, nitrosamines (tabac)
• Biologiques : certains virus (VPH, VHB)

Effets possibles d'une mutation :

✅ NEUTRE (silencieuse) :
→ Même acide aminé (code génétique dégénéré)
→ Zone non codante (intron)
→ Aucune conséquence phénotypique

✅ BÉNÉFIQUE :
→ Nouvelle protéine mieux adaptée
→ Source de la diversification du vivant (évolution)
→ Ex : résistance aux antibiotiques (bactéries)

❌ DÉLÉTÈRE :
→ Protéine non fonctionnelle
→ Maladies génétiques (mucoviscidose, drépanocytose)
→ Cancer (si gène suppresseur de tumeur muté)