Lorsque la cellule se divise, il convient que l’A. D. N. se trouve réparti de manière égale dans les deux cellules filles. À cette fin, la double hélice se sépare en ses deux chaînes par rupture des liaisons labiles entre les bases. Chaque chaîne synthétise alors — à partir des éléments disponibles dans le milieu cellulaire — une chaîne complémentaire identique à ce qu’était la chaîne complémentaire dans la structure originale. Deux nouvelles doubles hélices « filles » se trouvent ainsi formées à partir de la structure « mère ».

Dès leur première publication, Watson et Crick avaient admis que les mutations — c’est-à-dire les transformations brutales et héréditaires du gène — étaient dues à des erreurs dans l’enchaînement des paires de bases, par exemple la perte ou la substitution de bases par d’autres, incorrectes. Cette prédiction est maintenant largement démontrée.

C’est précisément l’enchaînement rigoureux et spécifique des paires de bases qui constitue le message héréditaire. Chaque gène est responsable de la synthèse d’une protéine particulière, qui est soit une enzyme, soit une protéine de structure. On sait qu’une protéine est constituée, en ultime analyse, par l’enchaînement rigoureux d’unités de petite dimension qui sont les acides aminés. Ceux-ci sont au nombre de 20 (lysine, arginine, valine, etc.). Un gène est dès lors constitué par un segment d’A. D. N. dont la longueur est fonction de la taille de la molécule protidique dont il assure la synthèse. Le code génétique est défini par le fait que chaque acide aminé est codé par un triplet — ou codon —, c’est-à-dire un segment d’A. D. N. correspondant à trois paires de bases. En d’autres termes, le message héréditaire est écrit par un alphabet de quatre lettres (T, A, G, C) et comporte des mots de trois lettres dont chacun code un acide aminé dans la structure protidique correspondante.

Les acides ribonucléiques ou A. R. N.

L’A. D. N. est contenu dans les chromosomes ; il est donc intranucléaire (dans le noyau). Or, la synthèse protidique proprement dite se fait dans le cytoplasme. Cela est réalisable grâce à la transcription et à la traduction du message.

La transcription se fait grâce à l’A. R. N. messager (A. R. N. m). L’A. R. N. m est semblable à l’A. D. N., mais ne comporte qu’une seule chaîne, et, d’autre part, le sucre est le ribose, et l’uracile remplace la thymine. L’A. R. N. m est synthétisé au contact de l’A. D. N. du gène de manière à contenir le message en « contretype » ou en « négatif » du message inscrit dans l’A. D. N. : à une C correspond une G, à une T une A, etc.

Cet A. R. N. m, une fois synthétisé, traverse le noyau et la membrane nucléaire, et pénètre dans le cytoplasme. Là, il est déchiffré par des structures sphériques appelées ribosomes et constituées par des protéines, et une deuxième variété d’A. R. N., l’A. R. N. ribosomal. Un ribosome s’accroche à une extrémité de l’A. R. N. m et le parcourt à la manière d’une tête de lecture déchiffrant un ruban magnétique. En regard de chaque triplet, il assure l’incorporation d’un nouvel acide aminé spécifique dans une chaîne protidique, qui se trouve ainsi synthétisée de proche en proche. Cette opération est assurée grâce à de nouvelles variétés d’A. R. N., les A. R. N. de transfert. Ainsi, la séquence des acides aminés dans la protéine respecte strictement le message inscrit dans l’A. R. N. m, qui est lui-même le contretype du message inscrit dans l’A. D. N.

La régulation génétique

Tels sont les mécanismes par lesquels les gènes dits « de structure » assurent la synthèse des protéines. Le grand mérite de Jacob et Monod fut de montrer qu’il existe également des gènes spécialisés responsables de la régulation de cette synthèse en fonction de la « demande » cellulaire. Ces gènes comprennent, entre autres, les gènes régulateur et opérateur.

J. de G.

➙ Biochimie / Biologie / Chromosome / Génétique.

 E. Chargaff (sous la dir. de), The Nucleic Acids : Chemistry and Biology (New York, 1955-1960 ; 3 vol.). / D. O. Jordan, The Chemistry of Nucleic Acids (Londres, 1960). / A. M. Michelson, The Chemistry of Nucleosides and nucletides (Londres, 1963). / M. Privat de Garilhe, les Acides nucléiques (P. U. F., coll. « Que sais-je ? », 1963). / G. H. Haggis, Introduction to Molecular Biology (Londres, 1964).