Les modifications de l’ADN se produisent principalement en raison d’erreurs naturelles qui se produisent pendant le processus de réplication de l’ADN. Ils peuvent également se produire lorsqu’un ou plusieurs facteurs environnementaux agissent sur l’ADN. Les modifications de l’ADN sont appelées mutations, quelle que soit leur origine.
Tout l’ADN est composé de quatre bases différentes : la thymine (T), la cytosine (C), l’adénine (A) et la guanine. Ces bases se lient ensemble dans ce qu’on appelle des paires de bases. Avec les molécules de sucre et de phosphate, ces paires forment les nucléotides qui composent le brin d’ADN en double hélice, et les différences dans les séquences de paires de bases sont ce qui crée la variance génétique.
Normalement, lorsque l’ADN est répliqué, le processus commence par une protéine appelée ADN hélicase. Cette protéine rompt les liaisons entre les bases, séparant ainsi la molécule d’ADN en deux brins. Une seconde protéine, l’ADN polymérase, copie chaque simple brin d’ADN afin qu’une nouvelle molécule d’ADN double brin puisse être formée. Une erreur dans la copie se produit environ une fois tous les milliards de bases ou même moins fréquemment.
Comme le montre le processus naturel de réplication de l’ADN, l’ADN nécessite que les liaisons chimiques entre les quatre bases primaires soient stables. Certains produits chimiques et autres facteurs environnementaux, tels que les rayonnements, ont la capacité de modifier les bases nucléotidiques afin qu’elles imitent d’autres bases nucléotidiques. Si cela se produit, lorsque l’ADN se réplique, la base altérée est essentiellement confondue avec une base différente. Le résultat est que les bases ne s’apparient pas correctement et qu’une mutation se produit.
La plupart des évolutionnistes, dont le plus célèbre était peut-être Charles Darwin, croyaient que les espèces s’adaptent en fonction des modifications de l’ADN. La théorie est que les mutations génétiques qui sont bénéfiques finiront par devenir courantes. Par exemple, une mutation génétique pourrait avoir conduit certaines girafes à développer leur célèbre long cou. Ceux qui ont un cou plus long pourraient avoir un meilleur accès à la nourriture plus haut et auraient donc plus de chances de survivre et de transmettre le gène muté.
Même si certaines modifications de l’ADN peuvent être bénéfiques, beaucoup ne le sont pas. Le cancer, par exemple, l’un des exemples les plus notables de mutation de l’ADN, est l’une des principales causes de décès dans de nombreux endroits. Pour cette raison, de nombreux scientifiques ont consacré leurs efforts à en apprendre davantage sur le processus de réplication de l’ADN et sur la façon de traiter les maladies génétiques grâce à la thérapie génique. La connaissance des modifications de l’ADN crée également une certaine controverse, comme avec les avortements de fœtus dont le test est positif pour certaines maladies génétiques. Les défenseurs de l’environnement et de la santé ont également étudié les effets des produits chimiques que les gens fabriquent et ont lutté pour réglementer les substances et les pratiques qui se sont avérées causer des problèmes de santé liés à l’ADN.