Revoluția în genetică - Sciences et Avenir
De editor pe 10/05/2020 la ora 9:00 Abonați
Dezvăluind structura cu dublă helică a ADN-ului în 1953, chimiștii Francis Crick și James Watson au deschis un vast domeniu de investigații pentru biologie. De atunci, fiecare descoperire a aruncat lumină asupra complexității incredibile a mașinilor celulare. Pe măsură ce ideea genei atotputernice cedează locul unui genom modulat de mediu.
Eșantion în fața unui ecran care arată rezultatele ADN-ului.
Acest articol este preluat din numărul special nr. 191 „9 revoluții științifice care transformă lumea” din octombrie/noiembrie 2017. O istorie a geneticii spusă de geneticianul Antonin Morillon.
Din punct de vedere istoric, cuvântul genă a apărut la începutul secolului al XX-lea, cu mult înainte de ADN. La acea vreme, se referea la unitatea de bază a moștenirii: transmiterea caracteristicilor fizice de la o generație la alta. Călugărul austriac Gregor Mendel a fost cel care a pus degetul pentru prima dată pe acest fenomen în secolul al XIX-lea. Lucrând la mazăre, el a arătat că personaje, precum culoarea acestor leguminoase, au fost transmise descendenților urmând reguli specifice. De exemplu, anumite trăsături nu apar decât după mai multe încrucișări, semn că informațiile de bază sunt bipolare, formate din gene duplicate, dintre care unele sunt exprimate preferențial. Dar mijlocul acestor informații a rămas un mister până la mijlocul secolului al XX-lea.
Crick, Watson și ADN-ul dublu helix
Nu că ADN-ul nu a fost identificat, dar legătura acestuia cu genele nu a fost clară. A fost un biolog elvețian, Friedrich Miescher, care, în 1869, a fost primul care a descoperit o substanță foarte bogată în fosfor în nucleul celulelor. În urma sa, germanul Albrecht Kossel a demonstrat că această substanță constă din doar patru baze azotate: adenină, citozină, timină și guanină. Cum ar fi putut o moleculă atât de simplă să poarte toată complexitatea informațiilor genetice? Proteinele, foarte variate, numeroase, păreau candidați mult mai buni! De aici un mare scepticism atunci când, în 1944, echipa canadianului Oswald Avery (a se vedea caseta de mai jos) a arătat că caracterul patogen al unei bacterii poate fi transmis la alta prin injectarea ADN-ului primei în a doua. Timp de un deceniu, acest rezultat va fi pus pe seama contaminării cu proteine a probelor. În niciun caz ADN-ul nu poate fi purtătorul informațiilor genetice !
Oswald Avery, pionier al manipulării genetice
Acest medic american (1877-1955) a fost primul care a arătat că ADN-ul a fost suportul eredității. Din 1923, staționat la Spitalul Rockefeller Institute din New York, a devenit interesat de bacterii. În special Diplococcus pneumoniae pneumococci. Există două tulpini ale acesteia, una granulată și inofensivă numită R; cealaltă netedă și mortală, numită S. În 1944, a extras ADN dintr-o tulpină S și l-a injectat într-o tulpină R, care a devenit brusc mortală. El este astfel primul om din istorie care a efectuat manipulări genetice. Cu toate acestea, rezultatele sale nu au fost luate în serios decât zece ani mai târziu, odată cu descoperirea structurii dublei spirale a ADN-ului. A murit cu șapte ani înainte ca Premiul Nobel să fie acordat pentru această descoperire. Dar, în onoarea sa, un crater de pe lună și-a primit numele.
Totul se va schimba odată cu sosirea a doi chimiști, britanicul Francis Crick și americanul James Watson. În 1953, inspirându-se din lucrarea lui Rosalind Franklin (vezi portretul de mai jos), ei au descris structura dublei spirale a ADN-ului. Un salt uriaș care le permite să înțeleagă modul în care aceste informații pot fi reproduse și mai presus de toate descifrate: ADN-ul este codificat, poate fi citit prin triplet sau codon. Fiecare combinație de trei baze azotate corespunde unui aminoacid, elementul constitutiv al proteinelor. În 1961, francezii François Jacob și Jacques Monod au folosit acest rezultat pentru a pune bazele biologiei moleculare. Ei formulează teoria „fluxului informațional”. Potrivit acestora, genele, purtate de ADN, sunt transcrise în ARN mesager (cu o durată scurtă de viață) care sunt apoi utilizate de mașina celulară pentru a produce proteine - aceasta se numește traducere. Dezvoltarea acestei dogme a reprezentat o revoluție științifică. Cu toate acestea, este incompletă, pe cel puțin două niveluri.
Rosalind Franklin, o cercetătoare strălucită deposedată de colegii ei
La fel ca Oswald Avery, ea murise atunci când, în 1962, trei bărbați au primit Premiul Nobel pentru medicină pentru descoperirea structurii ADN-ului. Deși numele său abia a fost menționat de câștigători, contribuția sa va fi decisivă. Într-adevăr, noi îi datorăm prima radiografie cu raze X a acestei molecule. Născută în 1920 la Londra, Rosalind Franklin este un copil strălucit care arată doar lacune în muzică. În 1938, a intrat la Universitatea Cambridge, unde, la acea vreme, un numerus clausus a permis admiterea a 300 de femei (pentru mai mult de 5.300 de studenți).