Une cellule de votre peau ne fait pas le même travail qu’un neurone. Elles portent pourtant une information génétique très semblable, écrite avec quatre lettres chimiques répétées des milliards de fois. Comment le même texte peut-il donner des cellules aussi différentes ? Pour le comprendre, il faut distinguer l’information conservée dans l’ADN de la façon dont chaque cellule s’en sert. Et revenir d’abord à l’image qui a révélé la forme de cette molécule.
LE DÉCLIC EN IMAGE
Une même bibliothèque, différents usages
Des cellules différentes ne lisent pas les mêmes parties de l’information disponible.
Deux cellules possèdent une information génétique largement commune.
L’activité de certains gènes diffère entre elles.
Elles produisent des ensembles de molécules adaptés à leurs fonctions.
LES BASESUne information à plusieurs échelles
- Cellule
- L’unité de base des êtres vivants. Elle possède une organisation qui lui permet de réaliser des transformations et d’échanger avec son environnement.
- Gène
- Une portion d’ADN dont l’information contribue à produire un ARN fonctionnel. Certains de ces ARN servent à fabriquer des protéines.
- Protéine
- Une molécule construite à partir d’acides aminés. Selon sa forme et ses propriétés, elle peut participer à la structure, au transport ou aux réactions de la cellule.
Au fil de cette lecture
Une image aux rayons X et une double hélice
En 1952, au King’s College de Londres, la chimiste Rosalind Franklin et son doctorant Raymond Gosling envoient des rayons X à travers des fibres d’ADN. La façon dont ces rayons sont déviés trahit l’arrangement des atomes. L’un de leurs clichés, particulièrement net, est resté célèbre sous le nom de « photographie 51 ».
En avril 1953, la revue Nature publie le modèle de la double hélice proposé à Cambridge par James Watson et Francis Crick, accompagné, dans le même numéro, de deux articles du King’s College, dont celui de Franklin et Gosling. Le prix Nobel de 1962 récompense Watson, Crick et Maurice Wilkins, collègue de Franklin. Elle était morte en 1958, à 37 ans. Des documents de 1953, analysés par des historiens en 2023, montrent qu’elle a été une contributrice à part entière de la découverte, et non une simple pourvoyeuse de données.
Quatre lettres, trois milliards de fois
L’ADN est formé de deux brins enroulés l’un autour de l’autre. Le long de chacun se succèdent des nucléotides, qui se distinguent par leur base : adénine, thymine, cytosine ou guanine, notées A, T, C et G. D’un brin à l’autre, les bases s’associent toujours de la même façon, A avec T, C avec G : connaître un brin permet de reconstituer l’autre. C’est l’ordre des bases qui porte l’information, comme l’ordre des lettres fait le sens d’un mot.
Un exemplaire du génome humain compte environ trois milliards de paires de bases, réparties sur 23 chromosomes. Nos cellules en portent deux jeux, soit 46 chromosomes. Mis bout à bout, ces filaments mesureraient près de deux mètres, logés dans un noyau plus étroit qu’un cheveu. Ils y tiennent grâce à un empaquetage serré autour de protéines, les histones. Les mitochondries, qui produisent l’énergie dont la cellule a besoin, possèdent en plus un petit ADN distinct, transmis par la mère.
Pour agir, l’information passe par l’ARN
Certaines portions de l’ADN, les gènes, sont copiées en ARN. Parmi ces copies, les ARN messagers servent de modèle pour assembler des protéines, des chaînes d’acides aminés aux rôles très variés : accélérer une réaction chimique, bâtir une structure, transporter une substance. D’autres ARN agissent directement. Le génome humain compte environ 20 000 gènes, et la partie de la séquence qui sert à fabriquer des protéines n’en représente qu’environ 1 %.
Une recette donne une bonne image de ce rapport : le texte guide la préparation, mais il faut des ingrédients, des ustensiles et quelqu’un aux fourneaux. Dans la cellule, ces rôles sont tenus par une foule de molécules engagées dans des réactions coordonnées. L’ADN conserve l’information ; ce sont surtout les protéines et les ARN qui font le travail.
Le même livre, d’autres pages
Une cellule musculaire produit en abondance les protéines de la contraction ; un neurone, celles qui reçoivent et transmettent des signaux. Leurs différences tiennent pour une part décisive à l’activité des gènes : lesquels sont utilisés, à quel moment et en quelle quantité. Des protéines reconnaissent certaines régions de l’ADN et favorisent ou freinent l’usage des gènes voisins. L’empaquetage compte aussi : une portion d’ADN serrée autour de ses histones est moins accessible.
Des marques chimiques déposées sur l’ADN ou sur les histones participent à cette organisation, sans changer la suite des lettres. Leur étude, l’épigénomique, aide à comprendre comment une cellule garde son identité : lorsqu’une cellule de peau se divise, elle donne encore des cellules de peau. Ces marques peuvent varier au cours de la vie et selon l’environnement, ce qui en fait aujourd’hui un champ de recherche très actif.
Copier, varier, hériter
À chaque division, la cellule doit recopier ses deux jeux de chromosomes. Des mécanismes de contrôle et de réparation corrigent la plupart des erreurs, mais certains changements subsistent : on parle de mutation. Leurs conséquences vont de l’imperceptible au grave, selon l’endroit touché et le contexte. À l’échelle des générations, ces variations, mêlées à chaque reproduction, font que deux frères ou sœurs se ressemblent sans être identiques.
Certains caractères dépendent fortement d’une variation précise. Beaucoup d’autres font intervenir de nombreux gènes et l’environnement : alimentation, expositions, histoire de vie. Le génome agit toujours au sein d’une organisation vivante qui lui donne ses effets. Plus de soixante-dix ans après la double hélice, la question a changé d’échelle : lire les trois milliards de lettres est devenu possible ; comprendre comment chaque cellule choisit celles qu’elle utilise occupe désormais les laboratoires.
Ce qu’on garde en tête.
- L’ordre de quatre bases, A, T, C et G, répété sur environ trois milliards de paires, porte l’information génétique.
- Un neurone et une cellule musculaire partagent un génome très semblable mais n’en utilisent pas les mêmes gènes.
- Les gènes agissent par l’intermédiaire d’ARN et de protéines, en interaction avec d’autres gènes et l’environnement.
Ce que l’on sait. Ce qui reste ouvert.
Cette introduction se concentre sur les cellules humaines. L’image d’un livre ou d’une recette aide à comprendre l’information et son utilisation, mais une cellule fonctionne par des interactions chimiques. Les chiffres donnés sont des ordres de grandeur. Les caractères complexes ne se déduisent pas d’un gène isolé, et cette lecture ne permet pas d’interpréter un test génétique.
UN PETIT DÉCLIC POUR LA ROUTE
Un neurone et une cellule musculaire d’une même personne ont-ils un ADN différent ?
Remonter à la source.
- Ce qu’est l’ADN et comment son information est utiliséeNHGRI · Deoxyribonucleic Acid Fact Sheet↗
- Les paires de bases et la taille du génome humainNHGRI · Glossaire, Base Pair · Anglais↗
- Les chromosomes et l’empaquetage de l’ADNNHGRI · Chromosomes Fact Sheet · Anglais↗
- Le génome, les gènes et leur environnementNHGRI · A Brief Guide to Genomics↗
- Comment l’activité des gènes est réguléeNHGRI · Epigenomics Fact Sheet↗
- Le modèle de la double héliceWatson et Crick · Nature, avril 1953 · Article original, anglais↗
- Ce que Rosalind Franklin a réellement apportéCobb et Comfort · Nature, 2023 · Commentaire historique, anglais↗
Sources consultées le 9 octobre 2026. Rédaction assistée par IA, sans relecture indépendante d’expert à ce stade.
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