L’acide désoxyribonucléique, ou ADN, est la molécule qui contient le matériel génétique de tous les organismes. On le trouve dans la plupart des virus, toutes les bactéries et toutes les cellules végétales et animales. L’ADN se trouve dans le noyau, ou centre de contrôle, de la cellule. Il peut également être trouvé dans les mitochondries et dans les chloroplastes, dans les cellules qui en contiennent, comme les plantes.
Une molécule d’acide désoxyribonucléique est constituée d’une longue chaîne de nucléotides. Les molécules nucléotidiques se forment lorsqu’une molécule de sucre à cinq atomes de carbone, un sucre pentose, se joint à un groupe phosphate et à une base organique. Au sein d’une molécule d’ADN, le sucre est le désoxyribose et les bases organiques peuvent être soit l’adénine, la thymine, la cytosine ou la guanine.
Les molécules d’ADN sont des macromolécules. Ils sont constitués de plusieurs sous-unités similaires ou identiques les unes aux autres. Les sous-unités, les nucléotides, sont réunies bout à bout, à la manière d’un collier de perles. L’acide désoxyribonucléique est un polynucléotide, mais est généralement appelé acide nucléique.
Des nucléotides simples sont réunis entre le groupe phosphate de l’un et la molécule de sucre de l’autre. Une réaction de condensation a lieu pour joindre les deux nucléotides et produit également de l’eau. Le sucre et le groupe phosphate sont les mêmes sur toute la longueur de la chaîne, mais n’importe laquelle des quatre bases peut être attachée au sucre.
Une molécule d’ADN est constituée de deux brins complémentaires de nucléotides reliés entre eux par des liaisons hydrogène entre les bases. Chaque base ne peut se lier qu’à une autre base. Plus précisément, l’adénine s’apparie toujours avec la thymine et la cytosine s’apparie toujours avec la guanine. Entre l’adénine et la thymine, il existe deux liaisons hydrogène, et entre la cytosine et la guanine, il existe trois liaisons. Les deux brins nucléotidiques s’enroulent l’un autour de l’autre pour former une structure en double hélice alpha.
La séquence spécifique des nucléotides le long de la molécule d’acide désoxyribonucléique est ce qui détermine le code génétique de toute cellule. Les gènes sont constitués de longueurs de nucléotides le long d’une molécule d’ADN. Ce sont des séquences de triplets de nucléotides le long de la molécule d’acide désoxyribonucléique. Ces triplets déterminent quels acides aminés seront utilisés pour créer des protéines. Des triplets de base spécifiques codent pour différents acides aminés.
Le code génétique de la molécule d’ADN détermine quelles protéines doivent être formées dans une cellule. Différentes réactions chimiques ont lieu au sein de différentes cellules selon le type de cellule et sa fonction. Ces réactions chimiques sont contrôlées par des enzymes, qui sont des protéines. Par conséquent, l’ADN détermine la structure et la fonction d’une cellule sur la base du fait que la séquence de nucléotides spécifie quelles protéines doivent être formées et quand.