NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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Chimie

 

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Général

 

 

INDEX

BIOLOGIE

Carbone

Aminoacides

Acides nucléiques (ADN)

 

Sommaire de cette page

>>> ADN

>>> Bases

>>> ARN

>>> Longueur

>>> Indice d'immunité

>>> Anglais

 

 

 

 

ACIDES NUCLÉIQUES

ADN & ARN

 

Ces macromolécules de 2 nm de diamètre,

fondement de la vie.

 

En 1953, découverte de la structure en hélice de l'ADN par Francis Crick et James Watson. Prix Nobel en 1962. Une des plus importante découverte du siècle.

 

Trois Biologistes de l'Institut Pasteur – François Jacob, Jacques Monod et André Lwoff – reçoivent le Nobel en 1965 pour avoir découvert l'ARN. Mécanisme de transmission de l'information des gènes vers les protéines

La matière vivante

 

*    Des macromolécules (des dizaines de milliers d'atomes) constituent la machinerie de la vie

 

*    Il y a trois familles

*    les acides nucléiques (ADN): plan de montage de l'édifie vivant

*    les protéines sont les machines-outils

*      les lipides assurent la liaison structurale

Voir Acides

 

 

 

Partage

ADN commun entre homme et

Levures:             20% 

Mouche:             47%

Souris:               70%

Chimpanzé:         98,5%

 

Découverte

En 1984, Alec Jeffreys découvre une méthode d'analyse des empreintes génétiques à partir de l'ADN

Voir Inventions et découvertes

 

 

 

 

ADN - Acide désoxyribonucléique

 

*      Le code de l'ADN est formé de très longues chaînes à partir de quatre "lettres" chimiques: Adénine (A), Guanine (G), Thymine (T) et Cytosine (C), en bref (AGCT).

*      L'intérêt est le suivant:

*      Chaque "mot" de l'ADN est une combinaison de trois de ces "lettres";

*      Chaque triplet indique de quelle manière la cellule doit produire un aminoacide constitutive des protéines; et

*      La suite des triplets dans un gène permet à la cellule d'assembler les aminoacides dans le bon ordre pour former la protéine.

 

*      Certains gènes sont actifs selon le type de cellules, de tissu ou d'organes. Certains gènes sont actifs (codant) et d'autres, une majorité, sont inhibés (non-codant).

 

*      Presque toutes les cellules du corps humain contiennent, chacune, ce matériel génétique complet.

 

Voir Illustration en génome / Phrase allographe avec AGTC

 

 

Bases

 

*      Le matériel génétique de l'ADN est constitué de quatre types de base:

 

A

ADÉNINE

T

THYMINE

C

CYTOSINE

G

GUANINE

 

Chacune des bases est composée d'une quinzaine d'atomes de:

carbone,

oxygène,

azote, et

hydrogène.

 

Dans une description simplifiée, l'information génétique est donnée par une longue séquence de bases telle que:

AATTCGCTCA.

 

 

Si sur un brin d'ADN, on trouve A, sur l'autre on aura obligatoirement T. Si c'est G, on trouve en face C.

 

Exemple: AGATACTACT fait face à TCTATGATGA

 

Les affinités entre les quatre bases sont plus complexes: elles aboutissent à enrouler le double brin sur lui-même, à former une double hélice.

 

Mais l'important est que

l'ADN est capable de créer un double de lui-même !

 

*      On peut, en se donnant un paramètre de mesure entre les bases, exprimer la " longueur " du réseau d'ADN.

*      On peut aussi voir quel serait le réseau optimum au sens de Steiner et, ainsi, identifier quels auraient pu être nos ancêtres de ce point de vue.

 

*      Un film " Gattaga " reprend les lettres de l'ADN dans son titre: il traite le sujet d'humains génétiquement parfaits...

 

 

La matière vivante

 

*      Les macromolécules (des dizaines de milliers d'atomes) constituent la machinerie de la vie, la matière vivante.

*      Il y a trois familles:

*      les acides nucléiques (ADN): plan de montage de l'édifie vivant,

*      les protéines sont les machines-outils,

*      les lipides assurent la liaison structurale.

 

 

 

ARN

 

À chaque triplet de base d'ADN, appelé codon, est associé un acide aminé particulier, élément constitutif des protéines.

Quatre types de bases (U : uracile, A : adénosine, G : guanine et C : cytosine)

forment une molécule d'ARN,

dérivée de manière complémentaire de l'ADN

Avec eux, il est possible de former soixante-quatre triplets différents.

 

 

 

LONGUEUR

 

Longueur de l'ADN déplié de l'homme:

 

120 mille milliards de mètres (1,2 10 14)

 

Largueur

2,4 nanomètre (2,4 10-9)

Hauteur d'une spire hélicoïdale

3,4 nanomètre (3,4 10-9)

 

Comparaison

L'ADN du noyau de toutes les cellules du corps humain mis bout à bout, au lieu d'être replié et étroitement serré dans les chromosomes, pourrait couvrir la distance de la Terre au Soleil, non pas une fois, mais 1000 fois.

 

Longueur par cellule

Dans chacune des cellules humaines de 1/100 de mm, la molécule d'ADN, riche de 3 milliards de paires de bases, fait plus de 2 mètres de long. Les brins d'ADN sont logés dans de petits sacs en forme de bâtonnets, les chromosomes

 

Pour l'homme

avec 6 1013 cellules dans l'organisme, la longueur de l'ADN mis en ligne serait: 1,2 1014 mètres = 1,2 1011 km

 

Distance Terre Soleil (unité astronomique – UA): 150 106 km

Rapport 1,2 1011 / 1,5 108 = 0,66 103 = 666 UA

Cette valeur est un ordre de grandeur. Certains estiment la quantité de cellules à plus de 1014 et concluent à 1200 UA. Donnons une valeur typique de 1000!

 

 

Taille de la molécule

La molécule en double hélice de l'ADN a un diamètre de 2 nm et un pas de 3,4 nm. Sachant qu'il y a dix paires de bases par pas, on peut considérer que deux paires sont distantes de 0,34 nm.

 

Voir Le génome en chiffres

 

 

INDICE D'IMMUNITÉ

 

*    Avec une fréquence faible, mais non nulle, un accident peut se produire lors de la reproduction de l'ADN. La base initiale est remplacée par une autre (un A par un G, par exemple). L'ADN a subit une mutation.

*     Un code est considéré comme optimal s'il réduit la fréquence de tels comportements. Il faut que l'acide aminé accroché à la base (ARNt) défaillant ait les mêmes propriétés que celui qui aurait dû y être.

 

On peut définir un indice d'immunité :

Pour le code réel

Pour le code optimal

33,6%

33,4%

 

*    On peut penser qu'une période de tâtonnement a précédé l'adoption du code que nous connaissons (code réel) ; mais une fois adopté, son maintien paraît définitif. Une nouvelle mutation serait éliminée par " sélection naturelle ".

 

Processus 

1

*       Prolifération de possibles.

 

2

*       Réalisation aléatoire d'un petit nombre d'entre eux.

HASARD

3

*       Élimination de ceux qui ne peuvent pas résister à la pression de la sélection naturelle.

NÉCESSITÉ

4

*       Fixation irréversible de la structure qui a été sélectionnée.

 

 

*    C'est comme si le réel hésitait devant chaque carrefour, mais une fois une voie choisie, il est impossible de revenir en arrière. Après chaque bifurcation, la porte franchie se referme.

 

 

 

ENGLISH CORNER

 

DNA (deoxyribonucleic acid)

 

The molecule that encodes genetic information. DNA is a double-stranded molecule held together by weak bonds between base pairs of nucleotides. The four nucleotides in DNA contain the bases adenine (A), guanine (G), cytosine (C), and thymine (T). In nature, base pairs form only between A and T and between G and C.

 

 

 

 

 

Suite

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