Chaque organisme vivant doit emporter avec lui des instructions pour construire une nouvelle version de lui-même et fabriquer des produits pour le maintenir en vie. Ces instructions sont des acides nucléiques. Tous les organismes avec plus d’une cellule utilisent un acide nucléique appelé acide désoxyribonucléique (ADN), et les moins compliqués, tels que les virus, utilisent l’acide ribonucléique (ARN). Chacun de ces acides nucléiques est une chaîne de nombreuses molécules individuelles, et lorsque le la forme de vie lit ces molécules dans l’ordre, elle identifie le produit à fabriquer.
Des deux acides nucléiques, l’ARN est le moins compliqué. Il existe en un seul brin. L’ADN, en revanche, s’apparie avec un autre brin d’ADN, il est donc présent dans les cellules sous la forme d’une structure double brin en forme de spirale.
Chaque acide nucléique est une chaîne composée de nombreux éléments constitutifs, l’un après l’autre, appelés nucléotides. Ces nucléotides se collent par des forces chimiques à chaque extrémité du bloc. Seuls quatre nucléotides différents composent l’ADN. Ce sont l’adénine (A), la guanine (G), la thymine (T) et la cytosine (C.) L’ARN n’a également que quatre blocs nucléotidiques, mais au lieu de la thymine (T), il contient de l’uracile (U.)
Un être vivant détient beaucoup d’instructions d’acide nucléique dans ses cellules. Chaque cellule peut lire la chaîne d’instructions et fabriquer les produits correspondants. Comme chaque organisme doit fabriquer de nombreux produits différents, la chaîne d’acides nucléiques contient de nombreuses petites sections d’instructions. Ces sections sont appelées gènes, et la cellule lit généralement chaque gène comme les instructions pour un produit particulier.
C’est la séquence de nucléotides qui compte avec les acides nucléiques, et les instructions compliquées n’ont pas besoin de plus de quatre nucléotides. Le génome humain, par exemple, contient 3.2 milliards de nucléotides dans chaque brin. Les organismes plus petits ont tendance à avoir des acides nucléiques plus courts, comme la bactérie Haemophilus influenzae à 1.8 million de bases par brin.
Une analogie est le fait que la langue anglaise compte 26 lettres, mais les anglophones peuvent assembler toutes ces lettres, dans différentes combinaisons de mots, et avoir des conversations complexes. Un exemple très simple est lorsque quelqu’un dit pots. Les mêmes lettres à l’envers signifient quelque chose de complètement différent ; « Arrêter. » Ainsi, dans un autre exemple, lorsque la cellule lit un gène avec une séquence qui commence CCTTGGAA…., elle fera un produit cellulaire différent de celui qui commence AATTGGAA…… même si les séquences sont similaires. Les séquences d’acides nucléiques dans les gènes doivent être relativement précises, sinon l’organisme pourrait ne pas être en mesure de construire le bon produit.
Fondamentalement, les acides nucléiques fonctionnent comme l’ordinateur qui organise la cellule. Ils fournissent également les instructions dont la cellule a besoin pour se répliquer. Sans l’acide nucléique, une cellule ou un organisme ne peut pas construire une autre version d’elle-même. Seules les formes de vie qui peuvent se reproduire peuvent survivre dans la prochaine génération. C’est pourquoi les acides nucléiques sont présents dans toutes les formes de vie sur terre.