naissance de la biologie moléculaire - amessibiologie moléculaire à partir des années 70. et...

Naissance de la biologie moleacuteculaire

httpswwwamessiorgnaissance-de-la-biologie-moleculaire

Naissance de la biologie

moleacuteculaire- SCIENCES-RECHERCHES SCIENTIFIQUES

-

Date de mise en ligne mardi 30 novembre 2010

Copyright copy AMESSIOrgreg Alternatives Meacutedecines Eacutevolutives Santeacute et

Sciences Innovantes reg - Tous droits reacuteserveacutes

Copyright copy AMESSIOrgreg Alternatives Meacutedecines Eacutevolutives Santeacute et Sciences Innovantes reg 26


Le XXe siegravecle coiumlncide avec la naissance geacuteneacutetique deacutebutant avec la redeacutecouverte destravaux de Mendel preacuteciseacutement en 1900 se poursuivant par leacutelaboration de la theacuteoriechromosomique de lheacutereacutediteacute au deacutebut du siegravecle la deacutecouverte de lADN comme supportbiochimique de linformation geacuteneacutetique leacutelucidation de sa structure et lexplosion de labiologie moleacuteculaire agrave partir des anneacutees 70 Et laube du XXIe siegravecle verravraisemblablement le patrimoine geacuteneacutetique de lhomme inteacutegralement deacutecrypteacute

Sommairebull Naissance de la biologie moleacuteculaire

bullbull 1 Leacutemergence de la geacuteneacutetique

formellebull 2 Le chromosome support de lheacutereacutediteacute

bull 3 La convergence de la biochimie et de la geacuteneacutetique

bull 4 LADN support de linformation geacuteneacutetique

bull 5 Linfluence des physiciensbull 6 La structure de lADNbull Bibliographie

bull 1 Leacutemergence de la geacuteneacutetique formellebull

bull httpswwwamessiorgmendeljpgGregor Mendel (1822 - 1884)

bull Les lois de lheacutereacutediteacutebull Les conseacutequences des lois de Mendelbull Limpact de Mendelbull Reacutefeacuterencesbull ltacirceurordquodevriesgifacirceurordquogtHugo de

Vries (1848 - 1935)bull La theacuteorie de la mutationbull Mutations et eacutevolutionbull Reacutefeacuterence

bull 2 Le chromosome support de lheacutereacutediteacutehttpswwwamessiorgchromgifbull

bullbull

bull httpwwwnobelse

Copyright copy AMESSIOrgreg Alternatives Meacutedecines Eacutevolutives Santeacute et Sciences Innovantes reg Page 226


bull httpswwwamessiorgmorgangifThomas Morgan (1866 - 1945)

bull Lheacutereacutediteacute lieacutee au sexebull La theacuteorie chromosomique de lheacutereacutediteacutebull Le labo des mouchesbull Reacutefeacuterences

bullbull Courtesy of the archives California institute of technology

bull httpswwwamessiorgsturtevantjpgAlfred Sturtevant (1891 - 1970)

bull Reacutefeacuterencebull ltacirceurordquomullergifacirceurordquogtHermann

Muller (1890 - 1967)bull Reacutefeacuterence

bull 3 La convergence de la biochimie et de la geacuteneacutetiquebull

bull ltacirceurordquogarrodjpgacirceurordquogtArchibald Garrod (1857 - 1936)

bull Reacutefeacuterencesbull ltacirceurordquobeadlejpgacirceurordquogtGeorge

Wells Beadle (1903 - 1989)bull Reacutefeacuterencebull Les mutants nutritionnels de Neurospora crassabull Reacutefeacuterence


bullbull Lexpeacuterience de Griffithbull httpswwwamessiorgaveryjpgOswald Avery (1877 -

1955)bull Reacutefeacuterencebull La difficulteacute agrave accepter lADN comme support de lheacutereacutediteacutebull httpswwwamessiorgchargaffjpgErwin Chargaff (1905 -

1992)bull Reacutefeacuterence

bullbull httpwwwnobelse

bull httpswwwamessiorghersheygifAlfred Hershey (1908 - 1997)

bull Reacutefeacuterences

bull 5 Linfluence des physiciens



bullbull ltacirceurordquoschrodingergifacirceurordquogtErwin

Schroumldinger (1887-1961)bull Reacutefeacuterence


bull httpswwwamessiorgdelbruckgifMax Delbruumlck (1906 - 1981)

bull Reacutefeacuterencesbull httpswwwamessiorgT4gifLe bacteacuteriophage


bull httpswwwamessiorgluriagifSalvador Luria (1912 - 1991)


bull 6 La structure de lADNbull

bull Leacutelaboration du modegravele par Watson et Crickbull La moleacutecule seacutemantiquebull La reacuteplication


bull httpswwwamessiorgwatsongifJames Dewey Watson (1928bull )bull Reacutefeacuterences


bull httpswwwamessiorgcrickgifFrancis Harry Compton Crick (1916 - )

bull Reacutefeacuterencesbull httpswwwamessiorgfranklinjpgRosalind Franklin

(1920 - 1958)bull Reacutefeacuterences

bull Clicheacute au rayons X de lADN sous la forme B pris par Rosalind Franklin agrave la fin de 1952bull httpwwwnobelse

bull httpswwwamessiorgpaulinggifLinus Pauling (1901 - 1994)

bull Reacutefeacuterencesbull Bibliographie geacuteneacuterale




Le XXe siegravecle coiumlncide avec la naissance geacuteneacutetique deacutebutant avec la redeacutecouverte des travaux de Mendel preacuteciseacutement en 1900 se poursuivant par leacutelaboration de la theacuteorie chromosomique de lheacutereacutediteacute au deacutebut du siegravecle la deacutecouverte de lADN comme support biochimique de linformation geacuteneacutetique leacutelucidation de sa structure et lexplosion de la biologie moleacuteculaire agrave partir des anneacutees 70 Et laube du XXIe siegravecle verra vraisemblablement le patrimoine geacuteneacutetique de lhomme inteacutegralement deacutecrypteacute

1 Leacutemergence de la geacuteneacutetique formelle

La geacuteneacutetique moderne remonte aux travaux de Mendel qui le premier eacutetablit les lois de lheacutereacutediteacute Il publie ses reacutesultats en 1866 mais ils passent alors agrave peu pregraves inaperccedilus Leur redeacutecouverte naura lieu quen 1900

2 Le chromosome support de lheacutereacutediteacute

Ce sont les travaux de Morgan sur la drosophile qui conduisent au deacuteveloppement de la theacuteorie chromosomique de lheacutereacutediteacute Les gegravenes sont alors localiseacutes sur les chromosomes et avec Sturtevant ils pourront mecircme y ecirctre ordonneacutes constituant les premiegraveres cartes geacuteneacutetiques Cest encore dans le laboratoire de Morgan que sont deacuteveloppeacutees les proceacutedures de mutagenegravese expeacuterimentales par Muller

3 La convergence de la biochimie et de lageacuteneacutetique

Si la preacutesence des gegravenes sur les chromosomes est alors eacutetablie rien nest connu de la nature biochimique des gegravenes ou de leur mode daction La premiegravere relation entre un gegravene et un enzyme est eacutetablie en 1902 par Garrod agrave partir dune observation portant sur une maladie geacuteneacutetique humaine Beadle et Tatum approfondissent cette relation sur un systegraveme accessible agrave lexpeacuterimentation le champignon Neurospora crassa Lensemble de ces travaux aboutissent finalement agrave la conclusion que les gegravenes controcirclent la synthegravese des enzymes et que chaque proteacuteine est codeacutee par un gegravene diffeacuterent



4 LADN support de linformation geacuteneacutetique

Le premier pheacutenomegravene qui allait permettre de progresser dans lidentification du support de lheacutereacutediteacute est celui de la transformation bacteacuterienne rapporteacute en 1928 par langlais Griffith Ce pheacutenomegravene repreacutesente alors un test dactiviteacute biologique gracircce auquel il est possible de deacuteterminer la nature du mateacuteriel geacuteneacutetique Ce test ne sera pas mis agrave profit par Griffith lui mecircme mais par Avery qui lutilise pour eacutelucider la nature biochimique du mateacuteriel geacuteneacutetique il sagit de lADN Cette deacutecouverte est toutefois accueillie avec beaucoup de scepticisme Il faudra de nombreux autres travaux pour que cette reacutealiteacute soit accepteacutee en particulier ceux de Chargaff ou de Hershey Lacceptation deacutefinitive ne viendra quavec leacutelucidation de la structure de lADN par Watson et Crick

5 Linfluence des physiciens

Linfluence des physiciens va marquer la geacuteneacutetique moleacuteculaire Certains comme Schroumldinger nont quun rocircle dobservateur Dautres y consacrent leur carriegravere car il perccediloivent cette science comme la nouvelle frontiegravere de la connaissance scientifique Ainsi Pauling ou Delbruumlck jouent un rocircle deacuteterminant dans le deacuteveloppement de cette science Delbruumlck sera en particulier le fondateur du Groupe du phage avec Luria et href=hersheygtHershey

6 La structure de lADN

Finalement cest avec leacutelucidation de la structure de lADN que la biologie moleacuteculaire connaicirct son apotheacuteose Cette reacuteussite est le fait de Watson et Crick mais aussi de chercheurs tels que Franklin ou Wilkins

Bibliographie

[httpswwwamessiorglineeyesgif] 1 Leacutemergence de la geacuteneacutetique formelle

[httpswwwamessiorgmendeljpg]Gregor Mendel



(1822 - 1884)

Les lois de lheacutereacutediteacute

La geacuteneacutetique classique deacutebute avec les travaux dun moine tchegraveque Gregor Mendel qui travaille de faccedilon isoleacutee dans un monastegravere morave Il avait reccedilu au cours de sa formation les enseignements de Franz Unger (1800 - 1870) et Christian Doppler (1803-1853) Le premier est son professeur de botanique qui avait deacutejagrave proposeacute des ideacutees eacutevolutionnistes en avance sur son eacutepoque Le second est son professeur de physique (cest le deacutecouvreur de leffet Doppler) dont linfluence sest reacuteveacuteleacutee deacuteterminante pour lanalyse statistique que Mendel megravene sur les reacutesultats de ses croisements

Gracircce agrave de rigoureuses observations meneacutees sur les pois (Pisum sativum) il eacutetablit degraves 1866 les premiegraveres lois de lheacutereacutediteacute Lespegravece choisie permet de mener agrave volonteacute soit des auto-feacutecondations soit des feacutecondations croiseacutees et sa feacuteconditeacute importante autorise des analyses sur un nombre important de plantes agrave chaque geacuteneacuteration Sur ce modegravele expeacuterimental Mendel eacutetudie la transmission au cours des geacuteneacuterations dun certain nombre de caractegraveres simples agrave observer Ce sont toujours des caractegraveres agrave versions alternatives trancheacutees fruits lisses ou rugueux verts ou jaunes graines rondes ou irreacuteguliegraveres jaunes ou vertes tige haute ou petite

Gracircce agrave lautofeacutecondation pratiqueacutee sur de nombreuses geacuteneacuterations Mendel eacutetablit dabord des ligneacutees pures dont la descendance preacutesente toujours les mecircmes caractegraveres A partir du croisement de ces ligneacutees lanalyse de la descendance obtenue allaient amener Mendel agrave formuler les trois premiegraveres lois de lheacutereacutediteacute

1) dans la premiegravere geacuteneacuteration (geacuteneacuteration F1) dun croisement impliquant deux ligneacutees pures diffeacuterant par un unique caractegravere (monohybridisme) tous les individus preacutesentent un mecircme pheacutenotype Le caractegravere qui se manifeste agrave lexclusion de lautre dans la geacuteneacuteration F1 est qualifieacute de dominant et le caractegravere qui en est exclus est qualifieacute de reacutecessif

2) dans la descendance dun croisement impliquant deux individus F1 (geacuteneacuteration F2) les deux caractegraveres parentaux reacuteapparaissent suivant une proportion preacutedictible de 3 agrave 1

3) si lon croise des ligneacutees pures diffeacuterant pour plusieurs caractegraveres (polyhybridisme) chacun de ces caractegraveres se comporte de faccedilon indeacutependante vis agrave vis de lautre Ainsi pour un croisement impliquant deux caractegraveres les proportions observeacutees sont 9331

Ces lois ont eacuteteacute amplement veacuterifieacutees par la suite Elles ne sont toutefois pas dutilisation universelle Dune part Mendel nexplique pas lexistence pour certains caractegraveres dindividus F1 preacutesentant un pheacutenotype



intermeacutediaire entre celui des parents (du agrave une codominance ou un polygeacutenisme) Dautre part elles ne sappliquent pas aux gegravenes lieacutes sur un mecircme chromosome (cest une chance extraordinaire que Mendel se soit attacheacute agrave leacutetude de gegravenes porteacutes par des chromosomes diffeacuterents ou suffisamment eacuteloigneacutes lun de lautre) Au deacutebut du siegravecle suivant la mise en eacutevidence de caractegraveres lieacutes allait conduire Morgan agrave proposer la theacuteorie chromosomique de lheacutereacutediteacute

Les conseacutequences des lois de Mendel

Les lois de Mendel impliquent lexistence deacuteleacutements autonomes et reproductibles qui controcirclent de faccedilon discregravete les caractegraveres heacutereacuteditaires de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration Chaque caractegravere est repreacutesenteacute dans loeuf feacutecondeacute par deux - et seulement deux - eacuteleacutements provenant lun du pegravere lautre de la megravere Les autres theacuteories de lheacutereacutediteacute proposeacutees par des contemporains de Mendel (en particulier Darwin Weismann de Vries ou Galton) postulaient toutes la preacutesence simultaneacutee de nombreux eacuteleacutements deacuteterminant un caractegravere donneacute dans chaque cellule

Enfin les travaux de Mendel reacutefutent la theacuteorie de lheacutereacutediteacute par meacutelange theacuteorie alors largement accepteacutee qui propose que les deacuteterminants dun caractegravere donneacute fusionnent apregraves feacutecondation En effet Mendel nobserve pas de transition graduelle entre les caractegraveres parentaux et linteacutegriteacute de chaque caractegravere est preacuteserveacutee lorsquils reacuteapparaissent en F2 Chez les hybrides F1 les eacuteleacutements correspondant aux versions alternatives dun caractegravere donneacute restent donc distincts et se seacuteparent agrave nouveau lors de la formation des cellules germinales Ces particules luniteacute de lheacutereacutediteacute se verront attribuer par le biologiste danois Wilhem Johannsen (1857 - 1927) la deacutenomination de gegravenes en 1909

Limpact de Mendel

Mendel publie ses reacutesultats en 1866 dans un magistral article publieacute dans les Comptes rendus de la Socieacuteteacute dhistoire naturelle de Brno Ils passent alors agrave peu pregraves inaperccedilus neacutetant citeacutes quune douzaine de fois entre leur publication et leur redeacutecouverte en 1900 Cette redeacutecouverte est due agrave Hugo de Vries (Amsterdam) Carl Correns (Berlin) et Erich Tschermack (Vienne) qui retrouvent de faccedilon indeacutependante des reacutesultats similaires agrave ceux de Mendel

Le fait que ces travaux soient resteacutes si longtemps sans impact immeacutediat sexplique sans doute en partie par plusieurs lacunes quils laissent transparaicirctre pour les contemporains Tout dabord les travaux de Mendel ne permettent pas dexpliquer latavisme cest agrave dire la reacuteapparition dun caractegravere qui existait non pas chez les parents ou grands-parents mais chez un ancecirctre qui peut ecirctre beaucoup plus eacuteloigneacute Dautre part ces travaux ne



concernent que les caractegraveres agrave versions alternatives trancheacutees et laissent complegravetement de cocircteacute les caractegraveres agrave variations continues La loi de Galton bien querroneacutee sappliquait aux caractegraveres agrave variations continues et expliquait latavisme les lois cest cette theacuteorie qui preacutevaut agrave leacutepoque

Reacutefeacuterences

Mayr E (1982) Histoire de la biologie (trad franccedilaise Fayard 1989)

Fincham JRS(1990) Mendel - now down to the molecular level Nature 343 208-209

[httpswwwamessiorglineeyesgif]

[httpswwwamessiorglineeyesgif] 2 Le chromosome support de lheacutereacutediteacute[httpswwwamessiorgchromgif]

httpwwwnobelse

[httpswwwamessiorgmorgangif]Thomas Morgan(1866 - 1945)

Lheacutereacutediteacute lieacutee au sexe

Morgan est neacute en 1866 agrave Lexington Il obtient sa thegravese en 1890 agrave luniversiteacute John Hopkins sur une eacutetude portant sur les Pycnogonides (arthropodes marins) Par la suite il se tourne vers lembryologie expeacuterimentale il sinteacuteresse en particulier agrave la reacutegeacuteneacuteration chez les vers et le deacuteveloppement de loursin Il rejoint en 1904 luniversiteacute de Columbia ougrave se deacuteroulera la phase la plus productive de sa carriegravere portant sur la theacuteorie chromosomique de lheacutereacutediteacute En 1928 il part au Cal Tech ougrave il restera jusquagrave sa mort en 1945



Morgan avait eacuteteacute tregraves inteacuteresseacute par les travaux de de Vries sur les mutations car ils proposaient un meacutecanisme permettant dexpliquer leacutevolution et lapparition de nouvelles espegraveces Morgan se met alors lui aussi en quecircte de mutations de grande ampleur Il choisit pour cela comme modegravele deacutetude la mouche du vinaigre (Drosophila melanogaster) Ce petit insecte se precircte facilement agrave leacutelevage et agrave lobservation son cycle de reproduction est tregraves court (9 jours agrave 25degC) il ne possegravede que 4 paires de chromosomes et la descendance nombreuse agrave chaque geacuteneacuteration (une femelle pond plusieurs centaines doeufs)

La premiegravere mutation quil observe est une mouche macircle preacutesentant des yeux blancs au lieu dyeux normalement rouges Il remarque alors que ce caractegravere nest jamais preacutesenteacute que par les macircles ce qui le conduit agrave proposer que le facteur deacuteterminant ce caractegravere est porteacute par le chromosome sexuel Ainsi un facteur mendeacutelien est pour la premiegravere fois expeacuterimentalement assigneacute agrave un chromosome deacutefini Morgan deacutefinit ainsi lheacutereacutediteacute lieacutee au sexe

La theacuteorie chromosomique de lheacutereacutediteacute

Morgan est rejoint agrave partir de 1910 par Sturtevant Ils vont identifier de nombreuses autres mutations dont leacutetude de la seacutegreacutegation va les conduire agrave eacutetablir les premiegraveres cartes geacuteneacutetiques Ces cartes sont complegravetement superposables aux chromosomes toutes ces mutations se rangent en 4 groupes de liaison correspondant agrave chacune des 4 paires de chromosomes Ces travaux permettent donc de reconnaicirctre les chromosomes comme support physique des gegravenes et deacutetablir la theacuteorie chromosomique de lheacutereacutediteacute les gegravenes sont organiseacutes en seacuterie lineacuteaire le long du chromosome Ces deacutecouvertes furent reacutesumeacutees dans un livre publieacute en 1915 Le meacutecanisme de lheacutereacutediteacute mendeacutelienne (Morgan Sturtevant Muller Bridges) Pour ces travaux Morgan reccedilut le prix Nobel de physiologie et de meacutedecine en 1933

Il convient de remarquer quune theacuteorie similaire avait eacuteteacute preacuteceacutedemment avanceacutee par les cytologistes Sutton (1903) et Boveri (1904) mais quelle navait pas alors reccedilut bon accueil Morgan lui-mecircme sy eacutetait vigoureusement opposeacute entre 1903 et 1910 ce sont ses propres donneacutees expeacuterimentales qui le conduisirent agrave se convertir agrave la theacuteorie chromosomique de lheacutereacutediteacute

Le labo des mouches

Le laboratoire de Morgan a eacuteteacute extraordinairement feacutecond en raison dun magnifique esprit de collaboration resteacute leacutegendaire Plusieurs scientifiques de grande envergure y feront leurs premiegraveres contributions outre Sturtevant et Bridges ce laboratoire accueillicirct aussi Theacuteodosius Dobzhansky qui allait devenir un des maicirctres doeuvre de la theacuteorie syntheacutetique de leacutevolution et Hermann Muller qui allait



mettre au point en 1927 linduction artificielle de mutations par les rayons X


Morgan TH(1910) Sex limited inheritance in Drosophila Science 32 120

Morgan TH(1911) The origin of nine wing mutations in Drosophila Science 33 496

Morgan TH(1911) The origin of five mutations in eye color in Drosophila and their mode of inheritance Science 33 534

Morgan TH Sturtevant AH Muller HJamp Bridges C (1915) The mechanism of mendelian heredity New-York


Courtesy of the archives California institute of technology

[httpswwwamessiorgsturtevantjpg]AlfredSturtevant (1891 - 1970)

Alfred Sturtevant est neacute en 1891 agrave Jacksonville Il entre agrave luniversiteacute agrave 17 ans et publie agrave 19 ans ses premiers travaux scientifiques A partir de 1910 Sturtevant travaille avec Morgan agrave luniversiteacute de Columbia Ils identifient chez la drosophile plusieurs mutations portant sur la couleur des yeux la forme des ailes la couleur du corps Ils observent alors que tous ces caractegraveres semblent lieacutes au chromosome X Les gegravenes qui les deacuteterminent sont donc vraisemblablement porteacutes par ce chromosome sexuel

Lanalyse de leur seacutegreacutegation montre que ces gegravenes sont en geacuteneacuteral transmis ensemble agrave la geacuteneacuteration suivante Cependant dans de rares cas ils semblent pouvoir ecirctre seacutepareacutes Sturtevant et Morgan rapprochent alors ces observations agrave celles du cytologiste belge Janssens qui avait remarqueacute en 1909 que lors de la meacuteiose il se produit quelques fois des enjambements (crossing-over) entre chromosomes homologues dans la reacutegion qui les seacutepare De tels crossing-over entraicircnent leacutechange de portions de chromosomes entre les deux homologues impliqueacutes Toutes ces observations sintegravegrent alors dans un scheacutema coheacuterent les allegraveles porteacutes par deux gegravenes porteacutes sur le mecircme chromosome sont seacutepareacutes dans le cas ougrave un crossing-over se produit dans lintervalle qui les seacutepare



Morgan et Sturtevant ont alors lideacutee geacuteniale de correacuteler la freacutequence de tels eacuteveacutenements agrave la distance qui seacutepare les gegravenes et de proposer que la freacutequence de recombinaison exprime une distance entre gegravenes Lestimation des distances seacuteparant les diffeacuterents gegravenes allait conduire agrave leacutetablissement des premiegraveres cartes geacuteneacutetiques Ces cartes sont eacutetablies en analysant la seacutegreacutegation des caractegraveres correspondant au cours des geacuteneacuterations les distances refleacutetant le degreacute de liaison qui les lie Luniteacute de distance adopteacutee est le centimorgan (cM) un centimorgan correspond agrave une freacutequence de recombinaison de 1 (un crossing-over pour cent meacuteioses) entre deux marqueurs

Sturtevant et Morgan publiegraverent en 1913 la premiegravere carte geacuteneacutetique jamais eacutetablie dun chromosome celle du chromosome X de la drosophile (Sturtevant est alors acircgeacute de 22 ans) Elle montrait lordre et la succession des gegravenes y (corps de couleur jaune) w (yeux blancs) et m (ailes vestigiales)

Reacutefeacuterence

The linear arrangement of six sex-linked factors in Drosophila as shown by their mode of association J Exp Zool 14 43-59


[httpswwwamessiorglineeyesgif] 3 La convergence de la biochimie et de la geacuteneacutetique

[httpswwwamessiorglineeyesgif] 4 LADN support de linformation geacuteneacutetique

Lexpeacuterience de Griffith

Le premier pheacutenomegravene qui allait permettre de progresser dans



lidentification du support de lheacutereacutediteacute est celui de la transformation bacteacuterienne rapporteacute en 1928 par langlais Fred Griffith (1877 - 1941) Celui-ci travaille alors au laboratoire de pathologie du ministegravere de la santeacute du Royaume Uni

Griffith deacutecrit deux souches de pneumocoques Diplococcus pneumomiae la souche R (rough car lorsque cette souche est cultiveacutee sur milieu de culture artificiel les colonies obtenues ont un aspect rugueux) et la souche S (smooth car les colonies ont au contraire un aspect lisse) La souche S doit son aspect agrave une capsule polysaccharidique quelle syntheacutetise autour delle Cette souche est mortelle pour la souris lorsquelle lui est injecteacutee A linverse la souche R ne syntheacutetise pas une telle capsule et elle nest pas nocive lorsquelle est injecteacutee agrave une souris On sait aujourdhui que cette diffeacuterence entre les deux souches est due agrave une mutation chez la bacteacuterie R du gegravene codant lenzyme responsable de la synthegravese de la capsule

Griffith observe tout dabord que linjection de bacteacuteries S si elles ont eacuteteacute preacutealablement tueacutees par la chaleur nest plus leacutetale pour la souris Pour une raison qui nous est toujours inconnue Griffith deacutecide alors dinjecter conjointement des bacteacuteries S chauffeacutees meacutelangeacutees agrave des bacteacuteries R vivantes Cette fois les souris meurent de septiceacutemie Les bacteacuteries R au contact des bacteacuteries S tueacutees ont donc acquis un caractegravere pathogegravene quelles ne posseacutedaient pas preacuteceacutedemment Ce pheacutenomegravene a eacuteteacute appeleacute transformation bacteacuterienne et il a eacuteteacute par la suite reproduit chez plusieurs autres espegraveces bacteacuteriennes

Il existe en fait plusieurs souches de pneumocoques (types I II ou III) discernables gracircce agrave des tests immunologiques Lorsque quune souche R de type III est injecteacutee avec une souche S de type II inactiveacutee la bacteacuterie virulente qui est reacute-isoleacutee de la souris tueacutee est toujours du type II Ce changement est stable et deacutefinitif

Ceci suggegravere donc quil existe chez les cellules un facteur transformant probablement libeacutereacute par la chaleur susceptible decirctre inteacutegreacute par dautres bacteacuteries et qui leur confegravere de faccedilon heacutereacuteditaire de nouvelles proprieacuteteacutes geacuteneacutetiques

Ce pheacutenomegravene repreacutesentait un test dactiviteacute biologique gracircce auquel on pouvait envisager de deacuteterminer la nature du mateacuteriel geacuteneacutetique responsable de la transformation de bacteacuterie du type R en bacteacuterie de type S Griffith ne sut pas en tirer lui-mecircme avantage et la nature du facteur transformant sera eacutelucideacutee plus de 10 ans plus tard par Avery et ses collegravegues

[httpswwwamessiorglineeyesgif] Courtesy of Cold Spring Harbor Laboratory Press



[httpswwwamessiorgaveryjpg]Oswald Avery(1877 - 1955)

La nature biochimique du mateacuteriel geacuteneacutetique mis en eacutevidence par Griffith est eacutelucideacutee en 1944 par les travaux de Oswald Avery et de ses collegravegues (Colin McLeod et McLyn McCarthy) quils megravenent agrave lInstitut Rockfeller de New-York Ils reprennent les expeacuteriences de Griffith sur la transformation bacteacuterienne et cherchent agrave purifier le facteur transformant du pneumocoque

Cette caracteacuterisation prendra 10 ans elle les conduit agrave montrer que ce facteur nest autre que lADN en effet lADN extrait dune souche S suffit agrave lui seul pour transformer une souche non virulente en souche virulente La transformation des bacteacuteries R seffectue par incorporation de fragments dADN provenant des bacteacuteries S tueacutees On sait aujourdhui que de tels fragments sont capables de rentrer dans une bacteacuterie vivante et de sinteacutegrer au chromosome de celle-ci en lieu et place de la reacutegion homologue

Lidentification de lADN comme principe transformant est agrave leacutepoque suffisamment extraordinaire pour neacutecessiter quune telle deacutecouverte soit eacutetayeacutee par des arguments indiscutables Aussi Avery et ses collegravegues effectuent-ils leurs analyses avec un soin particuliegraverement meacuteticuleux Tous les controcircles alors disponibles sont testeacutes labsence de proteacuteine dans les preacuteparations est testeacutee par divers reacuteactifs chimiques leur composition chimique est analyseacutee par des moyens chimiques ou spectrophotomeacutetrique Enfin lutilisation denzymes montre que le pouvoir transformant reacuteside bien dans lADN puisque la DNAse aneacuteantit ce pouvoir alors que la RNAse ou des proteacuteinases le laisse intact

Reacutefeacuterence

Avery OT McLeod CM amp McCarthy M (1944) Induction of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from Pneumococcus Type III J Exp Med 79 137-158

La difficulteacute agrave accepter lADN comme support delheacutereacutediteacute

Malgreacute une accumulation croissante de preuves jusquau deacutebut des anneacutees 50 la communauteacute scientifique na pas accepteacute facilement que lADN puisse ecirctre le support de lheacutereacutediteacute Selon les thegraveses alors les plus largement accepteacutees lADN nest quune moleacutecule simple et donc incapable de veacutehiculer



une information complexe La theacuteorie teacutetranucleacuteotidique proposeacutee par Phoebus Aaron Levene (1869 - 1940) stipulait que la structure de lADN est reacuteguliegravere et monotone comprenant un enchaicircnement reacutepeacutetitif des 4 bases azoteacutees Levene eacutetait alors un des plus grands speacutecialistes des acides nucleacuteiques cest lui qui avait identifieacute le deacutesoxyribose comme un des constituants de lADN Les proteacuteines dont on avait perccedilut limmense diversiteacute semblaient de bien meilleurs candidats pour veacutehiculer une information geacuteneacutetique

La deacutecouverte de Avery a eacuteteacute accueillie avec beaucoup de scepticisme ils furent interpreacuteteacutes par beaucoup comme le reacutesultat dune contamination des preacuteparations dADN par de faible quantiteacute de proteacuteines ou dune autre substance Et mecircme si ces preacuteparations dADN eacutetaient absolument pures il eacutetait possible denvisager que cette moleacutecule ne soit pas elle mecircme porteuse dinformation mais quelle joue simplement un rocircle de commutateur toutes les informations neacutecessaire agrave la transition de la forme R vers la forme S auraient deacutejagrave eacuteteacute preacutesentes dans chacune des souches et lADN naurait alors contribueacute quagrave la transition dun type vers lautre

Avery lui-mecircme na pas veacuteritablement chercheacute agrave imposer ses conclusions Ainsi limportance fondamentale de ces travaux ne sera reconnue que tardivement et le comiteacute Nobel ne le retiendra pas pour lattribution dun prix Lorquen 1953 Watson et Crick deacutecriront la structure de lADN ils ne prendront mecircme pas la peine de citer ces travaux dans leur article

Certains scientifiques ont cependant saisis immeacutediatement la porteacutee immense des travaux dAvery Ce fut en particulier le cas de E Chargaff J Lederberg G Beadle ou de A Lwoff


[httpswwwamessiorgchargaffjpg]Erwin Chargaff(1905 - 1992)

Chargaff est un biochimiste dorigine autrichienne ayant eacutemigreacute aux USA en 1934 Il fait partie des scientifiques qui saisissent immeacutediatement la porteacutee immense des travaux d Avery sur la transformation bacteacuterienne Lorsque Avery publie ses reacutesultats Chargaff dirige un laboratoire de biochimie agrave luniversiteacute de Columbia Le thegraveme central en est alors la biochimie des lipoproteacuteines Quand il prend connaissance des travaux dAvery Chargaff comprend aussitocirct que lADN occupe une place centrale dans les



meacutecanismes heacutereacuteditaires et il deacutecide de consacrer deacutesormais les activiteacutes de son laboratoire agrave leacutetude des acides nucleacuteiques

En 1950 il publie ses travaux sur le contenu en bases azoteacutees de lADN chez diverses espegraveces reacutealiseacutes gracircce aux progregraves de la chromatographie sur papier Il montre alors que le rapport A+TC+G est variable selon les espegraveces mais constant pour tous les membres dune espegravece donneacutee LADN est donc porteur dune certaine speacutecificiteacute cette moleacutecule na pas une structure polymeacuterique monotone elle est donc susceptible de contenir une information Ces travaux contribuent agrave reacutepandre lideacutee que lADN puisse ecirctre une moleacutecule porteuse de linformation geacuteneacutetique

Chargaff montre par ailleurs que le rapport CG ou AT est agrave linverse constant et quasiment eacutegal agrave un chez toutes les espegraveces eacutetudieacutees Cette derniegravere observation sera deacuteterminante pour leacutelaboration du modegravele de la structure de lADN par Watson et Crick quelques anneacutees plus tard

A la suite du succegraves remporteacute par ce modegravele Chargaff est tregraves reacuteticent agrave en reconnaicirctre lentiegravere paterniteacute agrave ses auteurs pour lesquels il na jamais eu grande estime (agrave la suite de sa premiegravere rencontre avec Watson et Crick il les avait compareacutes agrave deux clowns) Il continuera agrave revendiquer pour son propre compte le modegravele dappariement des bases alors quil ny avait lui mecircme jamais penseacute et nayant mis en eacutevidence que les rapports eacutegaux dadeacutenine et de thymine de cytosine et de guanine

Reacutefeacuterence

Chargaff E (1950) Chemical specificity of nucleic acids and mechanism of their enzymatic degradation Experientia 6 201


httpwwwnobelse

[httpswwwamessiorghersheygif]Alfred Hershey(1908 - 1997)

Al Hershey est avec Delbruumlck et Luria la troisiegraveme personnaliteacute marquante du Groupe du phage Sa premiegravere contribution importante est la mise en eacutevidence dune geacuteneacutetique des bacteacuteriophages Il montre en effet en 1946 que peuvent apparaicirctre des mutations chez ces organismes caracteacuteriseacutes par diffeacuterentes formes de plages



de lyse Ces reacutesultats confirment donc ceux obtenus par Luria lanneacutee preacuteceacutedente

Hershey parvient aussi agrave deacutetecter des pheacutenomegravenes de recombinaison chez les phages en infectant simultaneacutement une souche bacteacuterienne avec deux phages portant des mutations distinctes il observe lapparition de phages recombinants portant soit simultaneacutement les deux mutations soit aucune dentre elles Des observations similaires seront rapporteacutees par Delbruumlck

Mais lexpeacuterience la plus ceacutelegravebre de Hershey concerne leacutetude du rocircle que jouent chacun des constituants du phage (ADN et proteacuteines) dans la transmission de linformation geacuteneacutetique Pour cela il utilise - avec Martha Chase - le bacteacuteriophage T2 Leur expeacuterience est une des premiegraveres expeacuteriences de biologie moleacuteculaire ougrave des isotopes radioactifs permettent de tracer des moleacutecules Ils utilisent un marquage isotopique diffeacuterentiel de chacun des constituants du phage du phosphore radioactif incorporeacute agrave lADN et du soufre radioactif incorporeacute aux proteacuteines de la capside Ces phages sont utiliseacutes pour infecter des bacteacuteries Immeacutediatement apregraves linfection il est possible de seacuteparer par agitation meacutecanique les bacteacuteries des phages qui les ont infecteacutes et de seacuteparer par centrifugation les particules phagiques des bacteacuteries infecteacutees Lorsquelles sont remises en culture ces bacteacuteries produisent des phages Or lanalyse de la reacutepartition de la radioactiviteacute montre que ces bacteacuteries ne contiennent que du phosphore radioactif seul lADN a donc peacuteneacutetreacute dans la cellule et cette fraction est responsable agrave elle seule de la reproduction du phage Cest donc lADN qui deacutetient linformation geacuteneacutetique

Bien que cette expeacuterience eacutetait dans sa conception plus grossiegravere que celle dAvery son impact fut au moins aussi important Ceci eacutetait ducirc en partie au fait quelle avait eacuteteacute effectueacutee par des membres du Groupe du phage qui repreacutesentait alors les scientifiques les plus influents dans le domaine de la biologie moleacuteculaire Dautre part ces reacutesultats arrivaient pratiquement simultaneacutement avec leacutelucidation de la structure de lADN par Watson et Crick


Hershey AD(1946) Spontaneous mutations in bacterial viruses Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology XI 33-37

Hershey AD(1946) Mutations of bacteriophage with respect to type of plaque Genetics 31 620-640

Hershey ADamp Chase M (1952) Independant functions of viral proteins and nucleic acid in growth of bacteriophage J Gen Physiol 36 39-56



[httpswwwamessiorglineeyesgif] 5 Linfluence des physiciens

[httpswwwamessiorglineeyesgif] 6 La structure de lADN

Leacutelaboration du modegravele par Watson et Crick

La structure en double heacutelice de lADN est eacutelucideacutee par Watson et Crick en 1953 Watson a deacutecrit dans son livre passionnant La double heacutelice (1968) le reacutecit de la formidable deacutecouverte reacutealiseacutee avec Crick Les deux chercheurs disposent alors des eacuteleacutements suivants (i) la composition chimique de lADN (deacutesoxyribose bases azoteacutees et groupements phosphate) (ii) les clicheacutes de diffraction aux rayons X dADN cristalliseacute clicheacutes dus principalement agrave Rosalind Franklin et Maurice Wilkins [httpwwwgenoscopecnsfrexterneHistoireBMwilkinsgif] du Kings College Ces clicheacutes montrent une figure en croix caracteacuteristique des structures en heacutelice (iii) les travaux de Erwin Chargaff qui avaient montreacute que pour toute moleacutecule dADN le nombre de moleacutecules dadeacutenine est eacutegal au nombre de moleacutecules de thymine et que celui de cytosine est eacutegal agrave celui de guanine (iv) les analyses en microscopie eacutelectronique qui avaient montreacute que le diamegravetre de la moleacutecule dADN est de 20 Aring ce qui suggeacuterait que cette moleacutecule comportait deux chaicircnes de deacutesoxyribose-phosphate

Cest en eacutelaborant successivement plusieurs modegraveles moleacuteculaires que Watson et Crick reacuteussissent agrave proposer une structure qui satisfasse agrave lensemble des donneacutees cristallographiques et biochimiques alors disponibles Cette structure est aujourdhui connue de tous elle est devenue lemblegraveme de la biologie moleacuteculaire deux brins constitueacutes des groupements phosphates et des sucres forment une double heacutelice ougrave les orientations de chacun des brins sont opposeacutees Sur les sucres de chacun des deux brins sont lieacutees les bases azoteacutees chaque base dun brin eacutetant maintenue en vis-agrave-vis dune base de lautre brin par des liaisons hydrogegravene Une cytosine fait toujours face agrave une guanine et une adeacutenine agrave une thymine Les deux brins dune moleacutecule dADN sont dits compleacutementaires

Crick Watson et Wilkins reccedilurent en 1962 le prix Nobel [httpwwwnobelselaureatesmedicine-1962html] pour ces travaux qui a eacuteteacute qualifieacutee par Peter Medawar de la plus grande reacuteussite scientifique de notre siegravecle Rosalind Franklin aurait vraisemblablement eacuteteacute associeacutee agrave ce prix si la maladie ne lavait preacutematureacutement emporteacutee



La moleacutecule seacutemantique

Lordre des bases le long de la moleacutecule deacutefinit linformation geacuteneacutetique porteacutee par lADN Les possibiliteacutes offertes par lagencement des quatre bases de lADN sont immenses (4n pour une seacutequence de n bases soit par exemple plus dun million de combinaisons pour une seacutequence de 10 bases)

Lordre des bases nucleacuteotidiques deacutetermine lenchaicircnement des acides amineacutes des proteacuteines (par lintermeacutediaire des processus de transcription et de traduction) Une structure agrave une dimension deacutetermine donc des structures agrave 3 dimensions Ce paradoxal gain dinformation est reacutealiseacute spontaneacutement par le reploiement des proteacuteines au fur et agrave mesure de leur synthegravese en fonction des contraintes thermodynamiques imposeacutees par leur seacutequence et par le milieu dans lequel elles sont syntheacutetiseacutees

Les ecirctres vivants disposent donc dun systegraveme informatif agrave une dimension entiegraverement compris dans une seacutequence lineacuteaire qui peut ecirctre facilement copieacute ou dupliqueacute De cette seacutequence lineacuteaire deacutecoule celle des proteacuteines qui adoptent spontaneacutement la structure agrave trois dimensions neacutecessaire agrave leur fonction

La reacuteplication

La proprieacuteteacute auto-reacuteplicative des gegravenes constituait un pheacutenomegravene mysteacuterieux qui avait susciteacute de nombreuses theacuteories explicatives Celle qui sapprochait le plus de la reacutealiteacute fut sans doute proposeacutee par Pauling et Delbruumlck en 1940 probablement une telle opeacuteration pouvait seffectuer par lintermeacutediaire dune structure intermeacutediaire un moule en neacutegatif dont le moulage produira agrave son tour une structure identique agrave loriginal

Dans la publication [httpwwwnaturecomNature2serveSID=13007158ampCAT=CornerampPG=Pastpast008html]de leurmodegravele Watson et Crick mentionnent il na pas eacutechappeacute agrave notre attention que lappariement speacutecifique des bases que nous avons proposeacute suggegravere immeacutediatement un meacutecanisme possible de reacuteplication pour le mateacuteriel geacuteneacutetique Cet appariement suggegravere en effet le meacutecanisme par lequel chacun des brins compleacutementaires de lADN peut ecirctre agrave la fois matrice et participant pour la constitution de deux nouvelles moleacutecules dADN apregraves seacuteparation des deux brins chacun deux est utiliseacute comme matrice pour la synthegravese du brin compleacutementaire ce qui aboutit agrave la formation de deux moleacutecules identiques entre elles et identiques agrave la moleacutecule initiale




httpwwwnobelse

[httpswwwamessiorgwatsongif]James DeweyWatson (1928bull )

Jim Watson est neacute agrave Chicago le 6 avril 1928 Tregraves preacutecoce il entre agrave luniversiteacute de Chicago agrave lacircge de 15 ans Il preacutepare sa thegravese entre 1948 et 1950 dans le laboratoire de Salvador Luria dont il est le premier eacutetudiant Il est donc bien informeacute des travaux meneacutes par le groupe du phage Il effectue une courte peacuteriode post-doctorale au Danemark avant de rejoindre en 1951 Francis Crick agrave Cambridge au laboratoire Cavendish (dirigeacute par Max Perutz et Lawrence Bragg) En 1953 Crick et Watson eacutelucident la structure en double heacutelice de lADN[httpwwwnaturecomNature2serveSID=13007158ampCAT=CornerampPG=Pastpast008html] A partir de1953 Watson est Senior Research Fellow au Californian Institute of Technology [httpwwwtreecaltechedu] jusquen 1956 ougrave il devient professeur agrave luniversiteacute de Harvard

En 1962 le prix Nobel [httpwwwnobelselaureatesmedicine-1962html]de physiologie et de meacutedecine est attribueacute agrave James Watson Francis Crick et Maurice Wilkins pour leur deacutecouverte concernant la structure moleacuteculaire des acides nucleacuteiques et son importance concernant le transfert dinformation dans les systegravemes vivants La mecircme anneacutee est attribueacute le prix Nobel de chimie agrave Max Perutz et John Cowdery Kendrew pour leurs eacutetudes de la structure des proteacuteines globulaires Ces deux prix couronnent lapplication de la diffraction des rayons X agrave la deacutetermination de structures de moleacutecules biologiques

En 1968 Watson prend la direction du Cold Spring Harbor Laboratory [httpwwwcshlorg] ougrave il deacuteveloppe en particulier la recherche sur les bases moleacuteculaires du cancer Il dirige alors parallegravelement deux laboratoires (lun agrave Harvard lautre agrave CSH) jusquen 1977 ougrave il renoncera agrave celui dHarvard En 1988 dans le cadre du Projet Geacutenome Humain [httphugogdborg] lui est confieacutee la direction du programme Geacutenome Humain du National Institutes of Health (qui allait devenir lanneacutee suivante le NCHGR National Center for Human Genome Research of the National Institutes of Health) Il en deacutemissionne en 1992 lorsque le NIH manifeste la volonteacute de prendre des brevets sur des seacutequences partielles de cDNA humains Il est actuellement preacutesident du CSHL




Watson JDamp Crick FHC(1953) A structure for desoxyribose nucleic acid Nature 171 737-738

Watson JDamp Crick FHC(1953) Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid Nature 171 964-967

Watson JD(1968) La double heacutelice HachettePluriel

Recombinant DNA (1992) Watson JD Gilman M Witkowski J amp Zoller M Scientific American Books

Molecular biology of the cell (1994) Alberts B Bray D Lewis J Raff M Roberts K amp Watson JD Ed Garland Publishing


httpwwwnobelse

[httpswwwamessiorgcrickgif]Francis HarryCompton Crick (1916 - )

Francis Crick est physicien de formation Il travaille tout dabord agrave lUniversity College de Londres sur la viscositeacute de leau agrave haute pression et haute tempeacuterature Pendant la guerre il est embaucheacute par lAmirauteacute pour la mise au point et la deacutetection de mines magneacutetiques Une fois la guerre finie il soriente vers la cristallographie au sein du laboratoire Cavendish dirigeacute par Max Perutz et Lawrence Bragg Cest lagrave que le rejoint Jim Watson en 1951 Crick a alors 35 ans et il preacutepare toujours sa thegravese Watson et Crick se consacrent alors agrave la structure de lADN pour laquelle ils proposent un modegravele en 1953 Ces travaux seront couronneacutes par un prix Nobel [httpwwwnobelselaureatesmedicine-1962html] attribueacute en 1962

Par la suite toujours au laboratoire Cavendish Crick



sattache avec Sidney Brenner au deacutechiffrage du code geacuteneacutetique Apregraves que ce code est eacutelucideacute en 1966 Crick se tourne vers la biologie du deacuteveloppement Enfin en 1976 Crick rejoint le Salk Institute for Biological Studies pregraves de San Diego ougrave il se consacre agrave la neurobiologie

Crick a apporteacute dimportantes contributions agrave plusieurs domaines de la biologie moleacuteculaire cest agrave lui que lon doit le dogme central de la biologie qui stipule que le flux dinformation depuis les acides nucleacuteiques vers les proteacuteines est agrave sens unique Par ailleurs il est un des premiers auteurs agrave proposer en 1968 que le mateacuteriel geacuteneacutetique des premiers organismes vivants ait eacuteteacute de lARN Enfin en 1980 il contribue agrave leacutelaboration de la notion dADN eacutegoiumlste




Crick FHC(1968) The origin of the genetic code J Mol Biol 38 367-379

Crick FHC(1970) Central dogma of molecular biology Nature 227 561-563

Orgel LEamp Crick FHC(1980) The selfish DNA the ultimate parasite Nature 284 604-607


[httpswwwamessiorgfranklinjpg]RosalindFranklin (1920 - 1958)

Neacutee en 1920 Franklin suit ses eacutetudes agrave luniversiteacute de Cambridge En 1947 elle travaille dans un laboratoire parisien jusquen 1951



ougrave elle rejoint le Kings College pour travailler sur la structure de lADN Ses rapports avec ses collegravegues sont meacutediocres et Watson en a brosseacute un portrait caricatural dans La double heacutelice Cest toutefois agrave elle que lon doit tous les clicheacutes de diffraction aux rayons X de lADN qui permettent agrave Watson et Crick de proposer leur modegravele en 1953 Elle reconnaicirct dautre part deux formes distinctes pour les cristaux dADN quelle nomme forme A (forme compacteacutee) et forme B (forme hydrateacutee) Ces travaux sont publieacutes dans le mecircme numeacutero de Nature que celui deacutecrivant le modegravele [httpwwwnaturecomNature2serveSID=13007158ampCAT=CornerampPG=Pastpast008html] deWatson et Crick

En mars 1953 Franklin quitte le Kings College pour le Birbeck College Elle se consacrera deacutesormais agrave leacutetude du virus de la mosaiumlque du tabac dans le laboratoire du professeur Bernal Une leuceacutemie lemportera agrave lacircge de 38 ans


Franklin REamp Gosling RG(1953) Molecular configuration in sodium thymonucleate Nature 171 742

Franklin REamp Gosling RG(1953) Evidence for 2-chain helix in crystalline structure of sodium desoxyribonucleate Nature 172 156

Klug A (1968) Rosalind Franklin and the discovery of the structure of DNA Nature 219 808-844

Clicheacute au rayons X de lADN sous la forme B pris parRosalind Franklin agrave la fin de 1952

Courtesy of Cold Spring Harbor Laboratory Press

[httpswwwamessiorgdiffr_ADN_Bjpg]




httpwwwnobelse

[httpswwwamessiorgpaulinggif]Linus Pauling(1901 - 1994)

Linus Pauling (1901 - 1994) fut sans doute le plus grand chimiste de ce siegravecle qui aborda avec succegraves des domaines varieacutes tels que la physique quantique la structure des cristaux ou la biologie moleacuteculaire Ses premiegraveres contributions essentielles concernent la liaison chimique et il est en particulier le premier agrave reconnaicirctre limportance des liaisons faibles En 1940 avec Delbruumlck il deacuteveloppe lideacutee que la compleacutementariteacute steacutereacuteospeacutecifique est agrave la base des interactions moleacuteculaires en biologie Il publie deux livres qui ont reacutevolutionneacute la chimie La nature de la liaison chimique (1939) et Chimie geacuteneacuterale (1947) Plus que tout autre il contribue agrave faire de la structure des moleacutecules le thegraveme essentiel de la biochimie Il eacutelucide la structure de plusieurs centaines de substances mineacuterales et il est le deacutecouvreur de certaines structures proteacuteiques telles que lheacutelice alpha et le feuillet beta Il aussi le premier agrave apporter une explication moleacuteculaire agrave une maladie geacuteneacutetique laneacutemie falciforme pour laquelle il propose comme origine une alteacuteration de lheacutemoglobine

Lensemble de ces travaux lui vaut un premier prix Nobel [httpwwwnobelselaureateschemistry-1954html] en 1954 Un prix Nobel de la paix [httpwwwnobelselaureatespeace-1962html]lui est aussi attribueacute en 1962 en raison de sesengagements pacifistes en faveur du deacutesarmement (seuls trois autres chercheurs ont reccedilu deux prix Nobel Marie Curie Antoine-Henri Becquerel et Frederick Sanger) Lagrave encore il fait figure de pionnier puisquil est le premier agrave avancer que les radiations puissent ecirctre dangereuses pour le patrimoine geacuteneacutetique

Pauling est aussi agrave lorigine de lutilisation des seacutequences de proteacuteines pour la reconstruction darbres phylogeacuteniques et il propose avec Emile Zuckerkandl en 1965 le concept dhorloge moleacuteculaire Il travaille aussi sur la structure de lADN et a eacuteteacute agrave ce titre le concurrent le plus seacuterieux de Watson et Crick En 1953 il publie ce quil pense en ecirctre la structure trois chaicircnes de riboses phosphates senroulant eacutetroitement lune autour de lautre et les bases azoteacutees pointant radialement vers lexteacuterieur de ce faisceau Cette ideacutee totalement erroneacutee sexplique en partie par le fait que Pauling navait pas accegraves aux reacutesultats reacutecents de Rosalind Franklin

A partir des anneacutees 70 il sinteacuteresse aux antioxydants en particulier la vitamine E et la vitamine C Il accorde agrave ces moleacutecules



dimportantes vertus anti-canceacuterigegravenes et anti-vieillissantes Ceci le conduit vers un singulier engouement pour la vitamine C dont il procircne la consommation sans modeacuteration


Pauling L (1948) Nature of forces between molecules of biological interest Nature 161 707-709

Pauling L amp Delbruumlck M (1940) The nature of the intermolecular forces operative in biological processes Science 92 77-79

Pauling L Itano HAamp Singer SJ(1949) Sickle cell anemia a molecular disease Science 110 64-66

Pauling L Corey RBamp Branson HR(1951) The structure of proteins two hydrogen-bonded helical configurations of the polypeptide chain Proc Natl Acad Sci USA 37 205-211

Pauling L amp Corey RB(1953) A proposed structure for the nucleic acids Proc Natl Acad Sci USA 39 84-97

Zuckerkandl E amp Pauling L (1965) Molecules as documents of evolutionary history J Theoret Biol 8 357-366


Bibliographie geacuteneacuterale

Cairns J Stent GSamp Watson JD(1992) Phage and the origins of molecular biology Cold Spring Harbor Laboratory Press

Crick F (1988) Une vie agrave deacutecouvrir Odile Jacob

Gros F (1986) Les secrets du gegravene PointsSeuil

Jacob F (1981) Le jeu des possibles Le Livre de Poche

Jacob F (1970) La logique du vivant Gallimard



Judson HF(1996) The eighth day of creation Cold Spring Harbor Laboratory Press

Mayr E (1989) Histoire de la biologie Fayard

Morange M (1994) Histoire de la biologie moleacuteculaire La Deacutecouverte

Schroumldinger E (1986) Quest ce que la vie PointsSeuil



Alain Bernot Olivier Alibert

Alain Bernot est eacutegalement lauteur du livre Analyse de geacutenomes transcriptomes et proteacuteomes eacutedDunod collection Biotechinfo

copy geacuteneacutethon

Post-scriptum

httpwwwgenoscopecnsfrexterne



Le XXe siegravecle coiumlncide avec la naissance geacuteneacutetique deacutebutant avec la redeacutecouverte destravaux de Mendel preacuteciseacutement en 1900 se poursuivant par leacutelaboration de la theacuteoriechromosomique de lheacutereacutediteacute au deacutebut du siegravecle la deacutecouverte de lADN comme supportbiochimique de linformation geacuteneacutetique leacutelucidation de sa structure et lexplosion de labiologie moleacuteculaire agrave partir des anneacutees 70 Et laube du XXIe siegravecle verravraisemblablement le patrimoine geacuteneacutetique de lhomme inteacutegralement deacutecrypteacute

Sommairebull Naissance de la biologie moleacuteculaire

bullbull 1 Leacutemergence de la geacuteneacutetique

formellebull 2 Le chromosome support de lheacutereacutediteacute

bull 3 La convergence de la biochimie et de la geacuteneacutetique


bull 5 Linfluence des physiciensbull 6 La structure de lADNbull Bibliographie

bull 1 Leacutemergence de la geacuteneacutetique formellebull

bull httpswwwamessiorgmendeljpgGregor Mendel (1822 - 1884)

bull Les lois de lheacutereacutediteacutebull Les conseacutequences des lois de Mendelbull Limpact de Mendelbull Reacutefeacuterencesbull ltacirceurordquodevriesgifacirceurordquogtHugo de

Vries (1848 - 1935)bull La theacuteorie de la mutationbull Mutations et eacutevolutionbull Reacutefeacuterence

bull 2 Le chromosome support de lheacutereacutediteacutehttpswwwamessiorgchromgifbull

bullbull

bull httpwwwnobelse




























































Bibliographie





(1822 - 1884)















Limpact de Mendel











httpwwwnobelse











Le labo des mouches



















Reacutefeacuterence






















Reacutefeacuterence



















Reacutefeacuterence



httpwwwnobelse



























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum





























































Bibliographie





(1822 - 1884)















Limpact de Mendel











httpwwwnobelse











Le labo des mouches



















Reacutefeacuterence






















Reacutefeacuterence



















Reacutefeacuterence



httpwwwnobelse



























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum




(1822 - 1884)















Limpact de Mendel











httpwwwnobelse











Le labo des mouches



















Reacutefeacuterence






















Reacutefeacuterence



















Reacutefeacuterence



httpwwwnobelse



























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum








Limpact de Mendel











httpwwwnobelse











Le labo des mouches



















Reacutefeacuterence






















Reacutefeacuterence



















Reacutefeacuterence



httpwwwnobelse



























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum










httpwwwnobelse











Le labo des mouches



















Reacutefeacuterence






















Reacutefeacuterence



















Reacutefeacuterence



httpwwwnobelse



























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum









Le labo des mouches



















Reacutefeacuterence






















Reacutefeacuterence



















Reacutefeacuterence



httpwwwnobelse



























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum



















Reacutefeacuterence






















Reacutefeacuterence



















Reacutefeacuterence



httpwwwnobelse



























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum

















Reacutefeacuterence



















Reacutefeacuterence



httpwwwnobelse



























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum

















Reacutefeacuterence



httpwwwnobelse



























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum


























La reacuteplication






httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum





httpwwwnobelse














httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum











httpwwwnobelse































httpwwwnobelse


































Post-scriptum





























httpwwwnobelse


































Post-scriptum






























Post-scriptum



naissance de la biologie moléculaire - amessibiologie moléculaire à partir des années 70. et...

Documents