Les thèmes de la génétique

Comment l'ADN devient des caractères visibles — de la structure de l'information héréditaire à la formation du corps.

01 · Structure

Structure de l'ADN

L'ADN est une échelle torsadée faite de paires de bases — l'adénine toujours avec la thymine, la guanine toujours avec la cytosine. Cette séquence linéaire de seulement quatre lettres renferme le plan de construction complet d'un être vivant : trois milliards de paires de bases, enroulées dans chaque noyau cellulaire.

Débutant
Page d'info ADN →
A T G C T A C G Sucre- Phosphate Double hélice — 4 bases, 1 code
02 · Hérédité

Les lois de Mendel

Gregor Mendel a découvert les règles de l'hérédité en étudiant les petits pois : les caractères sont transmis par des allèles, dont chaque individu porte deux exemplaires. Si l'un est dominant, il s'exprime — le récessif reste invisible, mais il continue d'être transmis et peut réapparaître à la génération suivante.

Bases
Les lois de Mendel →
Parent 1 Parent 2 Aa Aa × A a A a AA Aa Aa aa Ratio phénotypique 3 × dominant (visible) 1 × réc. Loi de ségrégation : 3 : 1
03 · Dogme central

Transcription & traduction

L'ADN est d'abord recopié en un ARN messager (transcription). Celui-ci quitte le noyau et est traduit en une chaîne de protéines au niveau du ribosome (traduction). Ce parcours — DNA → mRNA → protéine — constitue le dogme central de la biologie moléculaire et s'applique à tous les êtres vivants connus.

Intermédiaire
Transcription & traduction →
Noyau DNA Matrice Transcript. mRNA Export Ribosome Protéine Traduction
04 · Expression

Les protéines comme éléments constitutifs

Les protéines sont les molécules d'exécution des gènes. En tant que protéines structurales (kératine), elles forment les cheveux et les ongles ; en tant que pigments (mélanine), elles déterminent la couleur de la peau et des cheveux ; en tant qu'enzymes, elles pilotent le métabolisme. L'effet d'un gène dépend de la protéine qu'il code et de l'endroit où elle est active.

Intermédiaire
Kit DNA →
Chaîne d'acides aminés ··· Repliement Protéine Kératine Cheveux, ongles Mélanine Pigment, couleur Récepteur Signaux, vision Un gène → une protéine → un caractère
05 · Régulation

Régulation génique

Chaque cellule du corps porte le même DNA — pourtant une cellule de peau ne fabrique pas les mêmes protéines qu'un neurone. Les facteurs de transcription se fixent sur des segments spécifiques de DNA situés en amont d'un gène et l'activent ou le désactivent. Ce réglage fin explique comment, à partir d'une seule cellule, naissent une centaine de types cellulaires différents.

Avancé
Régulation génique →
Enhancer Promoteur Gène TF Activateur RNA Pol II mRNA Les facteurs de transcription contrôlent l'activité
06 · Épigénétique

Épigénétique

Au-dessus de la séquence de DNA se superpose une seconde couche d'information : des groupes méthyle sur les sites CpG et des modifications des histones désactivent des gènes sans changer le code des lettres. Ces marques peuvent être modifiées par l'environnement et les expériences vécues — et sont même, en partie, transmissibles à la descendance.

Avancé
Épigénétique →
Histone Octamère CH₃ Méthyle CH₃ Gène : inactif Gène : actif Aucun changement de séquence — seulement l'accessibilité interrupteur épigénétique
07 · Développement

Génétique du développement

Comment une unique cellule fécondée devient-elle un corps doté d'une tête, d'un tronc et de membres ? Les gènes Hox définissent, le long de l'axe corporel, ce que deviendra chaque segment. Ils sont si fondamentaux que les mêmes gènes se retrouvent chez la mouche, la souris et l'être humain — et y remplissent toujours la même fonction.

Complexe
Génétique du développement →
Anterior Posterior Hox 1–3 Hox 4–6 Hox 7–9 Hox 10–12 Hox 13 Cluster Hox Tête Cou Thorax Abdomen Queue Gènes Hox — le plan universel de la vie