Les acides nucléiques figurent dans la liste des composés organiques indispensables à la cellule, avec les protéines, les lipides et les glucides. Ils sont d’une importance capitale chez les êtres vivants. En effet, ces macromolécules sont présentes dans les cellules animales et végétales, ainsi que dans les bactéries, les mycètes, les chloroplastes et les mitochondries.
Caractéristiques des acides nucléiques
Les acides nucléiques sont des macromolécules organiques constituées d’un phosphate, d’un sucre et d’une base azotée. La séquence de succession de ces polymères de nucléotides correspond à un code génétique. Ils se déclinent en deux principaux types qui se distinguent par leur sucre et par une de leurs bases azotées.
L’ADN
Formé d’une chaîne bicaténaire hélicoïdale dont les bases azotées sont complémentaires, l’acide désoxyribonucléique constitue le support de l’information génétique. Il représente la base des caractéristiques héréditaires, c’est-à-dire qui se transmettent de génération en génération. Comme le nom de ce composé organique l’indique, son sucre simple est le désoxyribose, un ose de cinq atomes de carbone (pentose).
Les instructions génétiques contenues dans les molécules de l’ADN sont destinées à coordonner le fonctionnement et le développement de chaque être vivant. Ses bases azotées sont composées de l’adénine, de la cytosine, de la guanine et de la thymine.
L’ARN
L’acide ribonucléique joue le rôle d’intermédiaire dans la transmission de l’information génétique de l’acide désoxyribonucléique aux protéines. Il peut également présenter une activité catalytique en formant des architectures complexes. Il est ainsi en mesure de transmettre l’information permettant la synthèse protéique réalisée par les ribosomes.
L’ARN est formé par une chaîne monocaténaire. Cependant, il peut être de type double brin dans le génome de certains virus. Ses bases azotées sont constituées de la cytosine, de la guanine, de l’adénine et de l’uracile (qui remplace la thymine dans l’ADN). Son sucre simple est le ribose, un pentose avec une fonction aldéhyde.
Le cas des eucaryotes, des procaryotes et des virus
Chez les eucaryotes, l’acide désoxyribonucléique se trouve dans le noyau cellulaire. La chromatine, formée par l’agencement de protéines et d’ADN, se présente sous forme de chromosomes linéaires. Chez les procaryotes, des micro-organismes unicellulaires ne comportant pas de noyau dans la structure cellulaire, la chromatine est sous forme de chromosome circulaire unique.
Quant à l’acide ribonucléique, il est localisé dans le noyau cellulaire et dans le cytosol, la fraction semi-liquide du cytoplasme contenant les organites cellulaires.
Les virus peuvent contenir de l’ARN ou de l’ADN, mais jamais les deux types en même temps.
Historique des acides nucléiques
Les acides nucléiques ont été découverts dans les noyaux cellulaires par Friedrich Miescher, un biologiste suisse. Du point de vue étymologique, leur nom est issu des mots latins acidus, signifiant « acide », et nucleus, qui veut dire « noyau ». Ces molécules d’origine naturelle sont également présentes dans le cytoplasme. Les recherches scientifiques menées au fil du temps ont permis de définir le rôle de ces macromolécules organiques dans la reproduction des cellules végétales, animales et microbiennes.
À l’origine, les études ont porté sur la structure de leurs constituants moléculaires. Ensuite, les équipes scientifiques, pour aller plus loin, ont décidé de se lancer dans des travaux de génétique fondamentale. Leur objectif était de confirmer la fonction de continuité génétique exercée par l’ADN en étudiant la séquence des nucléotides. Cette dernière est propre à chaque individu, déterminant ainsi le code génétique, aussi appelé patrimoine héréditaire. Il a été déchiffré pour la première fois en 1961 grâce, notamment, aux travaux de recherches menés par Marshall Nirenberg, un biochimiste américain.
Les progrès dans la connaissance sur la structure et la fonction des acides nucléiques ont donné naissance à la biologie moléculaire. Plus tard, les études scientifiques se sont orientées vers la modification artificielle du patrimoine génétique d’un organisme.Vers la fin du XXe siècle, les premières plantes génétiquement modifiées ont vu le jour. La première, une variété de tomate transgénique baptisée « Flavr Savr », a été créée et commercialisée en 1994. L’année suivante, le maïs « yield gard » est arrivé sur le marché. Il affichait une résistance accrue face aux tristement célèbres foreurs de tige, les principaux insectes ravageurs de culture céréalière. De nouvelles cultures génétiquement modifiées continuent d’apparaître en vue de créer des espèces capables de résister aux stress environnementaux.
