📌 L'essentiel
- La molécule d'ADN porte l'information génétique chez tous les êtres vivants.
- Sa structure est une double hélice, composée de deux brins complémentaires.
- Chaque brin est constitué de nucléotides : base azotée, sucre désoxyribose, groupement phosphate.
- Les bases se font face suivant une complémentarité : A avec T, G avec C.
- La loi de Chargaff établit que dans une molécule d'ADN, la quantité d'A égale T, celle de G égale C.
- La découverte de Watson et Crick en 1953 a révélé la structure en double hélice, avec la contribution clé de Rosalind Franklin.
📖 Concepts clés
ADN (Acide DesoxyriboNucléique) : Molécule d'information génétique constituant le patrimoine héréditaire. Elle est formée de deux brins enroulés en double hélice, avec une organisation régulière et spécifique.
Nucléotide : La plus petite unité de l’ADN, comprenant une base azotée, un sucre désoxyribose et un groupement phosphate. C’est l’unité de construction de la molécule.
Base azotée : Composant de base de l’ADN, qui peut être adénine (A), guanine (G), cytosine (C), ou thymine (T). Elles forment des paires complémentaires par liaisons hydrogène.
Loi de Chargaff : Principe selon lequel dans toute molécule d’ADN, la quantité d’A est égale à T, et celle de G est égale à C.
Double hélice : Structure en spirale composée de deux brins complémentaires qui s’enroulent autour d’un axe commun, stabilisant la molécule d’ADN.
Squelette carbone-phosphate : Organisation inaltérable formant la colonne vertébrale des brins d’ADN, avec des sucres désoxyriboses liés par des ponts phosphate.
📐 Formules et lois
Complémentarité des bases :
- A s’associe à T par 2 liaisons hydrogène : $$ \text{A} \leftrightarrow \text{T} $$
- G s’associe à C par 3 liaisons hydrogène : $$ \text{G} \leftrightarrow \text{C} $$
Loi de Chargaff :
$$ \text{Quantité d'A} = \text{Quantité de T} \quad \text{et} \quad \text{Quantité de G} = \text{Quantité de C} $$
Structure de l’ADN :
- Deux brins antiparallèles enroulés en double hélice
- Bases intra-brins liées par des liaisons hydrogène
- Squelette organisé en double spirale
🔍 Méthodes
- Observer la composition chimique d’un extrait d’ADN pour déterminer la proportion de chaque nucléotide.
- Utiliser un logiciel de modélisation moléculaire pour construire la structure 3D.
- Analyser la molécule en 3D pour repérer deux brins et visualiser l’appariement des bases.
- Comptabiliser le nombre de chaque type de nucléotide dans chaque brin.
- Vérifier la conformité avec la loi de Chargaff.
- Identifier la structure en double hélice et ses particularités (antiparallélisme, stabilité).
- Simplifier la représentation par schémas explicatifs.
💡 Exemples
- La molécule d’ADN humain possède environ 30.9% d’adénine, 19.9% de guanine, 19.8% de cytosine, et 29.4% de thymine, conformément à la loi de Chargaff.
- La double hélice telle que décrite par Watson et Crick permet de comprendre les mécanismes de réplication de l’ADN.
- La découverte de la structure de l’ADN a été facilitée par la technique de diffraction de Rayons X de Rosalind Franklin.
⚠️ Pièges
- Confondre bases complémentaires et incomplètes (ex : associer A avec G).
- Oublier que la complémentarité est basée sur des liaisons hydrogène spécifiques.
- Mal compter ou mal lire la proportion de nucléotides.
- Négliger l’antiparallélisme des deux brins.
- Confondre la structure spatiale en double hélice avec la simple séquence linéaire des nucléotides.
📊 Synthèse comparative
| Aspect | Détails |
|---|
| Structure | Double hélice, antiparallèle |
| Composants | Deux brins, nucléotides avec bases complémentaires |
| Bases azotées | A, T, G, C |
| Forces stabilisatrices | Liaisons hydrogène entre bases (A-T, G-C) |
| Organisation spatiale | Squelette sucre-phosphate + paires de bases en face |
| Loi de Chargaff | A=T, G=C |
✅ Checklist examen
- Expliquer la structure en double hélice de l’ADN.
- Définir et identifier les nucléotides et leur organisation.
- Énoncer la loi de Chargaff et appliquer à un exemple.
- Illustrer la complémentarité des bases : A-T, G-C.
- Décrire la stabilité de la molécule grâce aux liaisons hydrogène et covalentes.
- Représenter schématiquement la molécule d’ADN.
- Connaître la contribution historique de Watson, Crick et Franklin.
Synthèse rapide
- L'ADN est la molécule porteuse de l'information génétique.
- Sa structure est une double hélice, composée de deux brins complémentaires.
- Chaque brin est formé de nucléotides (base, sucre, phosphate).
- Bases complémentaires : A avec T et G avec C.
- La loi de Chargaff garantit l'équilibre entre bases.
- La structure a été découverte par Watson et Crick en 1953 avec l’aide de Rosalind Franklin.