La chimie de la vie


L’élément de base de tout être vivant est une entité microscopique appelée la cellule. Un être humain en contient à peu près dix mille milliards. Chacune de ces cellules est une sorte d’usine vivante assurant plusieurs fonctions : absorber des éléments nutritifs, grandir, se débarrasser de ses déchets et se reproduire.

L’ADN

Chaque cellule possède un centre de contrôle constitué par un ou plusieurs chromosomes. Les bactéries par exemple ne possèdent qu’un chromosome alors que les humains en possèdent 46. Ces chromosomes sont les acteurs clefs de la reproduction. Ils permettent à une cellule de se diviser pour donner naissance à deux cellules génétiquement identiques à l’originale.

En 1953, Francis Crick et James Watson révélèrent que les chromosomes sont de gigantesques molécules formées de deux brins complémentaires. Ces deux brins sont enlacés l’un autour de l’autre pour former la célèbre structure en double hélice. La découverte de cette molécule, l’acide désoxyribonucléique ou ADN, allait révolutionner la biochimie et la médecine.

Les nucléotides

L’unité de base d’un brin d’ADN est appelée un nucléotide. Il s’agit de l’association d’une base azotée, d’une molécule de sucre et d’une molécule de phosphate. Chaque nucléotide d’un brin est lié à un nucléotide de l’autre brin et c’est l’enchaînement de ces paires qui crée l’enlacement caractéristique de la double hélice.

Il existe quatre types de bases azotées : l’adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T), mais seules deux associations en paires sont possibles : A-T ou G-C. Ainsi, par cette complémentarité très simple, la séquence des nucléotides sur l’un des brins de la molécule d’ADN permet de déterminer directement la succession des nucléotides sur l’autre brin.

Cette complémentarité est à la base de la propriété d’autoréplication de l’ADN. Les deux brins peuvent se séparer assez facilement car leur lien repose sur une liaison chimique relativement faible. A ce stade, apparaissent alors deux bases de données distinctes mais portant la même information de façon complémentaire. Il reste alors à recréer deux véritables molécules d’ADN : chaque brin puise des nucléotides dans le milieu environnant et les positionne dans le bon ordre pour recréer son complémentaire. On se retrouve ainsi avec deux molécules d’ADN identiques à l’originale qui deviendront les chromosomes de deux nouvelles cellules.

Les protéines

Les protéines sont à la fois les briques et les ouvrières des cellules. Elles s’organisent pour créer la structure des cellules, régulent leur fonctionnement et assurent la mise en oeuvre de leur rôle dans l’organisme.

Une protéine est une large molécule composée d’un certain nombre d’unités appelées les acides aminés. La nature des acides aminés d’une protéine et l’ordre dans lequel ils sont arrangés sont directement déterminés par l’ADN présent dans le chromosome de la cellule. En effet, en regroupant les nucléotides par triplets et en combinant la valeur de leur base azotée (A, G, C, T), on crée une sorte d’alphabet qui relie les nucléotides sur un brin d’ADN aux acides aminés dans la protéine qu’il produit.

L’ARN

Le processus qui permet de passer de l’ADN aux acides aminés et aux protéines met en jeu un nouvel acteur : l’acide ribonucléique ou ARN. Il s’agit d’une molécule similaire à l’ADN mais qui ne comporte qu’un seul brin. Lors de la synthèse des protéines, l’étape fondamentale qui transforme l’information contenue dans l’ADN en son expression tangible, une protéine, c’est l’ARN qui assure les fonctions clefs.

Dans un premier temps, une molécule d’ARN est créée par transcription d’un brin d’ADN dans un processus similaire à la construction de la double hélice. La molécule d’ARN possède alors toute l’information requise pour créer une protéine. Son travail consiste ensuite à collecter des acides aminés libres, à les transporter et à les assembler dans l’ordre correct pour former une nouvelle protéine.

Tout ce mécanisme est extraordinaire et une question se pose immédiatement : comment est-il apparu sur Terre ?


Page mise à jour le 30 août 2017 par Olivier Esslinger