La découverte de l’ADN

C’est une idée fausse très répandue que James Watson et Francis Crick ont découvert l’ADN dans les années 1950. En réalité, l’ADN a été découvert des décennies auparavant. C’est en suivant le travail des pionniers avant eux que James et Francis ont pu arriver à leur conclusion révolutionnaire sur la structure de l’ADN en 1953.

L’histoire de la découverte de l’ADN commence dans les années 1800…

La molécule de la vie

La molécule maintenant connue sous le nom d’ADN a été identifiée pour la première fois dans les années 1860 par un chimiste suisse appelé Johann Friedrich Miescher. Johann a entrepris de rechercher les composants clés des globules blancs, qui font partie du système immunitaire de notre corps. La principale source de ces cellules était des bandages enduits de pus collectés dans une clinique médicale voisine.

Johann a appelé cette substance mystérieuse « nucléine ». A son insu, Johann avait découvert la base moléculaire de toute vie – l’ADN.

Johann a réalisé des expériences en utilisant des solutions salines pour mieux comprendre ce qui compose les globules blancs. Il a remarqué que, lorsqu’il ajoutait de l’acide à une solution de ces cellules, une substance se séparait de la solution. Cette substance se dissout à nouveau lorsqu’un alcali est ajouté. En étudiant cette substance, il s’est rendu compte qu’elle avait des propriétés inattendues, différentes de celles des autres protéines qu’il connaissait. Johann appelle cette substance mystérieuse « nucléine », car il pense qu’elle provient du noyau de la cellule. A son insu, Johann a découvert la base moléculaire de toute vie : l’ADN. Il se met alors en quête de moyens pour l’extraire sous sa forme pure.

Chimiste suisse, Friedrich Miescher.
Crédit image : Wikimedia Commons

Johann était convaincu de l’importance de la nucléine et était tout près de découvrir son rôle insaisissable, malgré les outils et méthodes simples dont il disposait. Cependant, il n’avait pas les compétences nécessaires pour communiquer et promouvoir ce qu’il avait découvert auprès de la communauté scientifique au sens large. Toujours aussi perfectionniste, il hésite longtemps entre deux expériences avant de publier ses résultats en 1874. Avant cela, il discutait principalement de ses découvertes dans des lettres privées adressées à ses amis. Par conséquent, il a fallu plusieurs décennies avant que la découverte de Johann Friedrich Miescher ne soit pleinement appréciée par la communauté scientifique.

Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont continué à croire que les protéines étaient les molécules qui contenaient tout notre matériel génétique. Ils pensaient que la nucléine n’était tout simplement pas assez complexe pour contenir toutes les informations nécessaires à la constitution d’un génome. Sûrement, un seul type de molécule ne pouvait pas expliquer toutes les variations observées au sein des espèces ?

Les quatre blocs de construction de l’ADN

Albrecht Kossel était un biochimiste allemand qui a fait de grands progrès dans la compréhension des blocs de construction de base de la nucléine.

Albrecht Kossel a isolé les cinq bases nucléotidiques qui sont les éléments constitutifs de l’ADN et de l’ARN : l’adénine, la cytosine, la guanine, la thymine et l’uracile.

En 1881, Albrecht a identifié la nucléine comme un acide nucléique et a fourni son nom chimique actuel, l’acide désoxyribonucléique (ADN). Il a également isolé les cinq bases nucléotidiques qui sont les éléments constitutifs de l’ADN et de l’ARN : l’adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G), la thymine (T) et l’uracile (U).

Ces travaux ont été récompensés en 1910 lorsqu’il a reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine.

Biochimiste allemand, Albrecht Kossel.
Crédit image : Wikimedia Commons.

La théorie chromosomique de l’héritage

Au début des années 1900, les travaux de Gregor Mendel ont été redécouverts et ses idées sur l’héritage ont commencé à être appréciées à leur juste valeur. En conséquence, un flot de recherches a commencé à essayer de prouver ou de réfuter ses théories sur la façon dont les caractéristiques physiques sont héritées d’une génération à l’autre.

Au milieu du XIXe siècle, Walther Flemming, un anatomiste allemand, a découvert une structure fibreuse à l’intérieur du noyau des cellules. Il a nommé cette structure « chromatine », mais ce qu’il avait en fait découvert est ce que nous connaissons aujourd’hui sous le nom de chromosomes. En observant cette chromatine, Walther a correctement déterminé comment les chromosomes se séparent pendant la division cellulaire, également appelée mitose.

Walter Sutton et Theodor Boveri ont d’abord présenté l’idée que le matériel génétique transmis de parent à enfant se trouve dans les chromosomes.

La théorie chromosomique de l’héritage a été développée principalement par Walter Sutton et Theodor Boveri. Ils ont d’abord présenté l’idée que le matériel génétique transmis de parent à enfant se trouve dans les chromosomes. Leurs travaux ont permis d’expliquer les schémas d’hérédité que Gregor Mendel avait observés plus d’un siècle auparavant.

Il est intéressant de noter que Walter Sutton et Theodor Boveri travaillaient en fait indépendamment au début des années 1900. Walter étudiait les chromosomes de sauterelles, tandis que Theodor étudiait les embryons de vers ronds. Cependant, leurs travaux se sont réunis en une union parfaite, avec les découvertes de quelques autres scientifiques, pour former la théorie chromosomique de l’hérédité.

Walter Sutton (à gauche) et Theodor Boveri (à droite) ont travaillé indépendamment pour aboutir à la théorie chromosomique de l’hérédité.
Crédit image : Wikimedia Commons.

S’appuyant sur les découvertes de Walther Flemming concernant la chromatine, l’embryologiste allemand Theodor Boveri a fourni la première preuve que les chromosomes à l’intérieur des ovules et des spermatozoïdes sont liés aux caractéristiques héréditaires. A partir de ses études sur l’embryon de ver rond, il a également travaillé sur le fait que le nombre de chromosomes est plus faible dans les ovules et les spermatozoïdes par rapport aux autres cellules du corps.

Un diplômé américain, Walter Sutton, a développé l’observation de Theodor grâce à ses travaux sur la sauterelle. Il a découvert qu’il était possible de distinguer les chromosomes individuels subissant la méiose dans les testicules de la sauterelle et, grâce à cela, il a correctement identifié le chromosome sexuel. Dans la conclusion de son article de 1902, il résume la théorie chromosomique de l’hérédité autour de ces principes :

  • Les chromosomes contiennent le matériel génétique.
  • Les chromosomes sont transmis des parents à la descendance.
  • Les chromosomes se trouvent par paires dans le noyau de la plupart des cellules (au cours de la méiose, ces paires se séparent pour former des cellules filles).
  • Lors de la formation des spermatozoïdes et des ovules chez l’homme et la femme, respectivement, les chromosomes se séparent.
  • Chaque parent apporte un jeu de chromosomes à sa descendance.

Cette page a été mise à jour pour la dernière fois le 2018-02-26

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