L'adn et les chromosomes en 3ᵉ : cours, exercices et méthode pour le brevet

Du noyau à la molécule d’ADN

Dans la plupart des cellules humaines, l’information génétique se trouve dans le noyau. Elle est portée par une très longue molécule appelée ADN, pour acide désoxyribonucléique. L’ADN est présent dans les cellules de la peau, des muscles, du foie ou du cerveau : ces cellules possèdent globalement la même information génétique. Pourtant, elles n’ont pas la même forme ni le même rôle. Une cellule musculaire utilise certains gènes pour produire des protéines utiles à la contraction ; une cellule de la peau en utilise d’autres. On dit que les gènes ne s’expriment pas tous de la même manière dans toutes les cellules. L’information est donc commune, mais son utilisation varie selon le type cellulaire.

L’ADN a la forme d’une double hélice. Tu peux l’imaginer comme une échelle torsadée, mais retiens surtout son organisation chimique. Il est constitué d’une succession de quatre nucléotides repérés par les lettres A, T, C et G. Dans les deux brins de la molécule, A est toujours associé à T, et C est toujours associé à G. Cet appariement précis permet la copie de l’ADN avant une division cellulaire. La séquence des lettres, c’est-à-dire leur ordre, constitue une information. Une modification de cette séquence est une mutation. Elle peut créer un nouvel allèle, ne produire aucun effet observable ou modifier le fonctionnement d’une protéine.

Entre deux divisions, l’ADN est très déroulé dans le noyau : il est alors difficile à distinguer sous forme de chromosomes séparés. Au moment d’une division cellulaire, il se compacte fortement. Cette compaction forme des chromosomes visibles au microscope. Ne confonds jamais le chromosome et l’ADN : un chromosome n’est pas autre chose que de l’ADN. C’est de l’ADN associé à des protéines et compacté de façon organisée.

Les mots à maîtriser sans approximation

• Information génétique : ensemble des instructions portées par la séquence de l’ADN. Elle participe à la fabrication de protéines et au fonctionnement des cellules.
• Gène : portion d’ADN qui contient une information intervenant dans un caractère. Un gène peut, par exemple, participer à la détermination d’un groupe sanguin ou à la production d’une protéine.
• Allèle : version d’un même gène. Des allèles ont la même localisation sur une paire de chromosomes homologues, mais leur séquence d’ADN peut différer légèrement.
• Chromosome : longue molécule d’ADN compactée associée à des protéines. Un même chromosome porte de nombreux gènes, placés à des endroits précis.
• Chromosomes homologues : deux chromosomes d’une même paire, semblables par leur taille et par les gènes qu’ils portent. L’un provient de la mère, l’autre du père. Ils peuvent porter des allèles différents d’un même gène.
• Caryotype : présentation ordonnée des chromosomes d’une cellule, généralement rangés par paires et par taille décroissante. Il permet d’observer leur nombre et certaines anomalies de structure ou de nombre.
• Mitose : division cellulaire qui produit deux cellules filles recevant la même information génétique que la cellule de départ, si aucune mutation ne survient lors de la copie de l’ADN.
• Garde ton plan de jeu : ADN, puis gène, puis allèle, puis chromosome. Un gène est une partie de l’ADN ; un allèle est une version d’un gène ; un chromosome porte de nombreux gènes. Ces trois niveaux ne sont pas interchangeables.

Ne mélange pas les échelles d’organisation

Lire un caryotype avec méthode

Transmettre l’information sans la perdre

Avant une mitose, l’ADN est copié. Grâce à la complémentarité A avec T et C avec G, chaque brin sert de modèle pour fabriquer un nouveau brin. Chaque chromosome copié possède alors deux chromatides identiques. Pendant la mitose, ces chromatides se séparent et sont réparties dans les deux cellules filles. À la fin, chacune reçoit le même nombre de chromosomes et la même information génétique que la cellule initiale. Cette conservation explique qu’une cellule de la peau puisse donner de nouvelles cellules de peau lors du renouvellement des tissus.

La transmission entre parents et enfant suit une autre étape : les cellules reproductrices ne possèdent qu’un chromosome de chaque paire. Lors de la fécondation, la rencontre des deux cellules reproductrices reconstitue des paires de chromosomes. L’enfant reçoit donc, pour chaque paire, un chromosome provenant de sa mère et un chromosome provenant de son père. Il possède ainsi une combinaison d’allèles qui lui est propre. Attention : recevoir un allèle ne garantit pas forcément l’expression visible d’un caractère. Certains caractères dépendent de plusieurs gènes, de l’environnement ou des interactions entre allèles. Dans les exercices simples, appuie-toi uniquement sur les informations fournies par le document ; n’invente pas une règle de transmission qui n’est pas indiquée.

Pour rédiger une réponse scientifique solide, relie toujours les niveaux. Exemple : « Le gène étudié est une portion d’ADN située sur un chromosome. Les deux chromosomes homologues peuvent porter deux allèles différents de ce gène. » Cette formulation montre que tu sais organiser tes connaissances. Tu ne dois pas écrire qu’un gène “est dans le sang” ou qu’un chromosome “fabrique directement un caractère”. Les gènes contiennent une information qui permet notamment la fabrication de protéines ; ces protéines participent aux caractères observables. C’est ta finale : vocabulaire exact, observation précise, puis conclusion justifiée.