la biologie moléculaire

Définition

L

a  biologie  moléculaire  est  une  discipline  scientifique  au  croisement  de  la génétique  et  de  la  

biochimie,  dont  l'objet  est  la  compréhension  des mécanismes  de fonctionnement de la cellule au niveau moléculaire. Le terme « biologie moléculaire », utilisé la première fois en 1938 par Warren Weaver, désigne également l'ensemble des techniques  de  manipulation  d'acides  nucléiques  (ADN,  ARN),  appelées  aussi techniques de génie génétique.

D'apres wikipedia La biologie moléculaire est apparue dans les années 1930, le terme n'ayant cependant été inventé qu'en 1938 par Warren Weaver. Warren Weaver était à l'époque directeur des Sciences Naturelles pour la Fondation Rockefeller et pensait que la biologie était sur le point de vivre une période de changements significatifs étant données les avancées récentes dans les domaines tels que ladiffractométrie de rayons X. Il a donc investi des sommes importantes provenant de l'Institut Rockefeller dans les domaines biologiques.

La double hélice d’ADN

La découverte de la structure de l’ADN bouleverse l’étude des phénomènes biologiques en introduisant la dimension molé-

culaire. Proposée par Watson et Crick en 1953, elle est obtenue non seulement à partir de l’interprétation de clichés de diffraction

des rayons X réalisées par Franklin, mais aussi des travaux d’Erwin Chargaff (qui avaient montré que pour toute molécule

d’ADN, le nombre de molécules d’adénine est égal au nombre de molécules de thymine, et que celui de cytosine est égal à celui

de guanine) et enfin d’analyses en microscopie électronique, qui avaient montré que le diamètre de la molécule d’ADN est de 20

Å, ce qui suggérait que cette molécule comportait deux chaînes de désoxyribose-phosphate. Les deux points fondamentaux de la

structure sont les suivants:

– les bases ou nucléotides (A,T,C,G) s’organisent en pairs A-T et G-C

– Cet appariement permet un enroulement quasi-parfait en hélice droite des deux chaînes sucre-phosphate qui portent ces

nucléotides; L’hélice possède un pas d’environ 10 paires de bases, qui sont espacées de 3.4 Å, donc le pas vaut environ 3.4

nm.

La structure est stabiliée par l’interaction (liaisons hydrogène) entre les bases et l’empilement successif des paires de nucléo-

tides le long de la double-hélice ("stacking" du à des interactions hydrophobes).

DNA :

L'acide désoxyribonucléique (DNA), qui avec des protéines basiques ou histones forme les chromosomes, est le détenteur des informations biologiques. Sa replication permet la reproduction de l'espèce, sa transcription le fonctionnement cellulaire par l'intermédiaire de la synthèse de protéines, enzymes, transporteurs, récepteurs etc.

Les enzymes nécessaires à la synthèse du DNA à partir des molécules fournies par le milieu extérieur sont elles-mêmes synthétisées sous le contrôle du DNA, relayé par l'acide ribonucléique (RNA).

Les bactéries possèdent les deux acides nucléiques DNA et RNA, alors que les virus n'en possèdent qu'un, soit le DNA, soit le RNA.

Les constituants des acides ribonucléiques et désoxyribonucléiques sont une base purique (adénine, guanine) ou pyrimidique (cytosine, thymine, uracile), un sucre ou ose (soit le D-ribose, soit le D-déoxyribose) et une, deux ou trois molécules d'acide phosphorique. La base + le sucre constituent les ribonucléosides (adénosine, guanosine, cytidine et uridine) et les désoxyribonucléosides (désoxyadénosine, désoxyguanosine, désoxycytidine et désoxythymidine). Une fois phosphorylés, les nucléosides sont appelés ribonucléotides et désoxyribonucléotides (nous utilisons indifféremment les termes « désoxy » et « déoxy » désignés par la lettre d).

La biosynthèse du DNA et du RNA est un phénomène complexe mettant en jeu un grand nombre de réactions et aboutissant à des nucléotides formés d'un noyau purique ou pyrimidique et d'un sucre, ribose ou déoxyribose, lié à des groupes phosphates.