Cellules et ADN : dans une cellule humaine, la double hélice

Les plus petites unités vivantes

L’image commence par une foule. Tout être vivant est fait de cellules, et le corps humain en compte environ 37 billions (37 000 milliards), selon une estimation bien connue. Il en existe environ 200 sortes différentes, des longues et fines cellules nerveuses aux globules rouges ronds en passant par les cellules plates de la peau, chacune façonnée pour son travail. Le mot cellule a été créé en 1665 par Robert Hooke, qui avait vu un nid d’abeilles de petites boîtes dans une tranche de liège. Une cellule humaine typique ne mesure qu’environ 10 à 30 micromètres de large : il faut un microscope pour la voir.

Une ville dans une membrane

Maintenant le modèle coupe une cellule en deux. La frontière extérieure est la membrane cellulaire, une fine double couche de graisse qui contrôle ce qui entre et ce qui sort. À l’intérieur se trouve le noyau, une sphère qui contient l’ADN. Autour flottent les mitochondries, les centrales électriques de la cellule, qui transforment la nourriture et l’oxygène en ATP, la molécule d’énergie. Les ribosomes, d’innombrables minuscules machines, fabriquent les protéines. D’autres parties, comme le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi, les plient, les trient et les expédient. Choisissez une partie dans le bac à sable pour voir ce qu’elle fait.

La double hélice

La caméra entre dans le noyau et trouve l’ADN, abréviation d’acide désoxyribonucléique. Il ressemble à une échelle tordue, une double hélice. Les montants sont un squelette de sucre et de phosphate, et chaque barreau est une paire de bases : A s’associe toujours à T, et C s’associe toujours à G. En 1953, James Watson et Francis Crick ont publié cette structure dans la revue Nature, en s’appuyant sur la radiographie connue sous le nom de cliché 51, réalisée par Rosalind Franklin et Raymond Gosling. Le génome humain compte environ 3 milliards de paires de bases, et l’ADN d’une seule cellule, déroulé, s’étirerait sur environ 2 mètres.

Un code de quatre lettres

L’ordre des lettres est le message. Un gène est un segment d’ADN qui porte les instructions pour un produit, le plus souvent une protéine, et l’humain compte environ 20 000 gènes qui codent des protéines. Deux personnes non apparentées partagent environ 99,9 % de leur ADN, et ce sont les petites différences qui font de chacun de nous un être unique. L’ADN est empaqueté en 23 paires de chromosomes, soit 46 au total, la forme fortement enroulée que l’on voit juste avant qu’une cellule se divise. Tapez maintenant un brin dans le bac à sable et le brin partenaire apparaît, chaque lettre étant appariée selon la règle A–T et C–G.

Lire les instructions

L’ADN ne quitte jamais le noyau, alors la cellule en fait une copie de travail. Cette étape, la transcription, construit un brin d’ARN messager, ou ARNm. L’ARN utilise la lettre U à la place de T. L’ARNm quitte le noyau et rencontre un ribosome, qui le lit trois lettres à la fois. Chaque codon de trois lettres désigne un acide aminé, et une molécule auxiliaire apporte chacun au ribosome. Les acides aminés sont reliés en une chaîne, et la chaîne se replie en une protéine de forme précise. Le bac à sable montre le message d’ARN construit à partir de votre propre brin.

Une cellule en devient deux

Le dernier moment montre la division cellulaire. Avant de se diviser, une cellule copie tout son ADN. Pendant la mitose, les chromosomes s’enroulent serré, s’alignent au milieu et sont tirés chacun de leur côté, de sorte que chaque nouvelle cellule reçoit un jeu complet. La cellule se pince alors en deux et donne deux cellules filles identiques. C’est ainsi que vous êtes passé d’un seul œuf fécondé à un corps entier, et que la peau, le sang et la paroi de l’intestin se renouvellent sans cesse. Les estimations parlent de centaines de milliards de cellules remplacées chaque jour. Quand ce contrôle échoue, des cellules peuvent se diviser sans s’arrêter, et c’est ainsi que commence une tumeur.

Cellules et ADN