Unité du vivant
L'ADN, le code secret de la vie
As-tu déjà remarqué que tu ressembles à tes parents ? Peut-être as-tu les yeux de ta mère ou le sourire de ton père. Ce n'est pas un hasard ! Tous les êtres vivants, des bactéries aux humains, partagent un langage universel qui détermine leurs caractéristiques. Dans ce chapitre, nous allons découvrir ce langage secret : l'ADN. Tu vas comprendre comment cette molécule incroyable, présente dans chacune de tes cellules, est le support de l'hérédité et fait de toi un être unique.
Objectifs du chapitre
- Comprendre la structure et la fonction de l'ADN.
- Expliquer le lien entre ADN, gènes et chromosomes.
- Définir ce qu'est un caractère héréditaire et comment il se transmet.
- Distinguer les allèles et comprendre leur rôle dans la diversité.
Le cours
L'ADN, une molécule universelle et son support
L'ADN (Acide DésoxyriboNucléique) est une immense molécule présente dans le noyau de presque toutes les cellules de ton corps. Imagine-la comme une très longue échelle enroulée sur elle-même, qu'on appelle une double hélice. Les deux montants de cette échelle sont faits d'un sucre et d'un phosphate. Les barreaux, eux, sont formés par l'association de deux molécules appelées bases azotées. Il n'existe que quatre types de bases : Adénine (A), Thymine (T), Cytosine (C) et Guanine (G). Elles s'associent toujours de la même manière : A avec T, et C avec G. C'est la séquence de ces bases, comme les lettres d'un alphabet, qui porte l'information génétique.
Exemple
Pour visualiser la structure, pense à une fermeture éclair (la double hélice). Les deux bandes de tissu sont les montants de l'échelle (sucre-phosphate). Les dents de la fermeture qui s'emboîtent sont les paires de bases (A-T et C-G). L'ordre dans lequel les dents sont placées sur la bande forme un message unique.
Formule
Appariement des bases : A = T et C ≡ G (A s'apparie toujours avec T, C s'apparie toujours avec G).
Astuce
Pour retenir les paires de bases, pense à une phrase : "Ami Toujours" pour A-T, et "Copains Généreux" pour C-G.
Du gène au chromosome : comment l'information est organisée
L'ADN n'est pas une molécule unique et désordonnée. Elle est soigneusement emballée pour former des structures appelées chromosomes, visibles au microscope lors de la division cellulaire. Un chromosome est constitué d'une très longue molécule d'ADN enroulée autour de protéines, comme un fil autour d'une bobine. Sur cette longue molécule, des segments particuliers portent une information précise : ce sont les gènes. Chaque gène est une instruction pour fabriquer une protéine spécifique, qui va influencer un caractère, comme la couleur des yeux ou le groupe sanguin. Les chromosomes existent par paires (sauf dans les cellules reproductrices). Chez l'humain, il y a 23 paires de chromosomes dans chaque cellule.
Exemple
Imagine un livre de recettes (le chromosome). Chaque page du livre est un gène qui donne la recette d'un plat (une protéine). Par exemple, la page 12 donne la recette de la mélanine, le pigment qui colore la peau, les cheveux et les yeux. L'ensemble de la bibliothèque (les 23 paires) contient toutes les recettes pour faire fonctionner un être humain.
Astuce
Pense à une pelote de laine très, très longue. Un chromosome, c'est la pelote bien enroulée. Un gène, c'est un petit bout de cette laine qui a une couleur et une fonction particulière.
L'hérédité : la transmission des caractères
L'hérédité, c'est la transmission des caractères d'une génération à la suivante. Ces caractères héréditaires, comme la forme du lobe de l'oreille ou la capacité à rouler la langue, sont déterminés par les gènes que tu as reçus de tes parents. Lors de la formation des cellules reproductrices (les spermatozoïdes et les ovules), les paires de chromosomes se séparent. Chaque cellule reproductrice ne reçoit qu'un chromosome de chaque paire, et donc un seul exemplaire de chaque gène. Lors de la fécondation, le spermatozoïde et l'ovule fusionnent. L'œuf qui en résulte possède à nouveau des paires de chromosomes : une moitié vient du père, l'autre moitié de la mère. C'est pourquoi tu hérites des caractères des deux parents.
Exemple
Prenons le caractère "groupe sanguin". Tu as un gène pour ce caractère sur une paire de chromosomes spécifique. Tu as reçu un exemplaire de ce gène de ta mère (par exemple, l'instruction "groupe A") et un exemplaire de ton père (par exemple, l'instruction "groupe O"). Ton groupe sanguin final dépend de la combinaison de ces deux instructions.
Astuce
C'est comme recevoir deux jeux de cartes à jouer, un de ta mère et un de ton père. Pour chaque caractéristique, tu tires une carte de chaque jeu. La combinaison des deux cartes détermine ton caractère final.
Allèles et diversité : pourquoi sommes-nous tous différents ?
Pour un même caractère, comme la couleur des yeux, il peut exister plusieurs versions du gène. Ces différentes versions d'un même gène s'appellent des allèles. Par exemple, le gène de la couleur des yeux peut exister sous un allèle "bleu" et un allèle "marron". Comme tu possèdes deux exemplaires de chaque gène (un sur chaque chromosome de la paire), tu peux avoir deux allèles identiques (on dit que tu es homozygote) ou deux allèles différents (hétérozygote). L'allèle qui s'exprime (qui est visible) est dit dominant, tandis que l'allèle qui ne s'exprime que s'il est présent en deux exemplaires est dit récessif. La combinaison infinie des allèles hérités de nos parents explique l'immense diversité des individus.
Exemple
Reprenons l'exemple des yeux. L'allèle "marron" (B) est dominant sur l'allèle "bleu" (b). Si tu reçois B de ta mère et b de ton père (combinaison Bb), l'allèle dominant B s'exprime : tu auras les yeux marrons. Pour avoir les yeux bleus, il faut avoir reçu l'allèle récessif b des deux parents (combinaison bb).
Formule
Notation des allèles : On utilise souvent une lettre. La majuscule (ex: B) pour l'allèle dominant, la minuscule (ex: b) pour l'allèle récessif.
Astuce
Pense aux allèles comme à des versions différentes d'une même application sur ton téléphone. L'application "Couleur des yeux" existe en version "Marron" et version "Bleue". Ta version finale dépend des deux que tu as installées, et parfois une version (la dominante) prend le dessus sur l'autre.
Notions clés à retenir
ADN
Acide DésoxyriboNucléique. Molécule en double hélice présente dans le noyau des cellules, support de l'information génétique.
Chromosome
Structure constituée d'une molécule d'ADN très longue et enroulée, associée à des protéines. Visible lors de la division cellulaire.
Gène
Segment d'ADN portant l'information nécessaire à la fabrication d'une protéine, et donc influençant un caractère héréditaire.
Allèle
Version différente d'un même gène. Par exemple, les allèles pour la couleur des yeux : bleu, marron, vert.
Hérédité
Transmission des caractères des parents à leurs descendants, via les gènes portés par les chromosomes.
Erreurs à éviter
- ✗Confondre ADN et chromosome. L'ADN est la molécule, le chromosome est la structure d'emballage de cette molécule. C'est comme confondre le fil (ADN) et la pelote (chromosome).
- ✗Penser qu'un gène code directement pour un caractère visible. En réalité, un gène code pour une protéine, qui participe ensuite à l'élaboration du caractère. C'est une chaîne d'événements.
- ✗Croire que l'allèle dominant est 'le plus fort' ou 'le meilleur'. La dominance est un phénomène d'expression, pas une valeur. Un allèle récessif n'est pas 'mauvais' (ex: les yeux bleus).
Types d'exercices
Schéma à légender
Légender un schéma de la double hélice d'ADN (sucre, phosphate, bases A,T,C,G, liaison hydrogène).
Arbre généalogique simple
À partir d'un arbre montrant la transmission d'un caractère (ex: lobe de l'oreille libre ou attaché), déterminer si l'allèle est dominant ou récessif et donner les génotypes possibles des individus.
Tableau de croisement (ébauche)
Compléter un tableau simple de croisement entre deux parents hétérozygotes pour un caractère (ex: Bb x Bb) et déterminer les proportions des différents génotypes et phénotypes possibles chez les enfants.
QCM de définitions
Associer les termes (ADN, gène, chromosome, allèle, hérédité) à leur définition correcte.
Pour aller plus loin
- Les mutations de l'ADN : comment un changement dans la séquence des bases peut créer un nouvel allèle, parfois à l'origine de maladies ou de nouvelles caractéristiques.
- L'ADN mitochondrial : un petit ADN hérité uniquement de la mère, utilisé pour des tests de généalogie.
- Les empreintes génétiques : comment la séquence unique de ton ADN peut être utilisée pour t'identifier, comme dans les enquêtes policières.
