Watson et Crick: la structure de l'ADN

 

  • Deux découvertes qui vont aider Watson et Crick

Au début des années 40, les scientifiques s'interrogent sur un grand mystère: dans quelles molécules se cache l'information génétique ? En 1944, le médecin-chercheur canadien Oswald Avery identifie sur les bactéries la substance qui compose les chromosomes: l'acide désoxyribonucléique, autrement dit l'ADN. Il conclut alors que c'est dans l'ADN que se cache notre hérédité. Cependant, on accepte mal cette découverte; en effet, on pense que l'hérédité est transmise via les protéines, on croit que les gènes sont protéiques.

En 1950, le biochimiste américain Edwin Chargaff découvre que la molécule d'ADN est une très grosse molécule, une macromolécule, composée de quatre types de molécules plus petites, appelées nucléotides et qui se distinguent par leur base azotée: A (adénine), T (thymine), C (cytosine) et G (guanine). En outre, selon lui, ces nucléotides sont attachées les unes aux autres comme les perles d'un collier. Le problème, c'est que l'on ignore la disposition de ces perles, c'est-à-dire sa structure.

Alors que de nombreux biologistes cherchent surtout à comprendre comment l'ADN forme des copies d'elle-même, James Watson et Francis Crick, vont, eux, s'intéresser à la forme de l'ADN.

 

  • Tout commence avec des photos prises au rayon X...

A la fin des années 40, un grand nom de la science, le chimiste et Prix Nobel américain Linus Pauling, se lance dans la recherche de la structure de l'ADN à l'aide des rayons X. C'est la seule technique permettant d'observer la structure de cette grosse molécule. Mais il n'était pas le seul, puisqu'au Collège universitaire de Londres, une autre équipe entre dans la course des recherches. Ce sont Maurice Wilkins, un chimiste et physicien britannique qui travaille sur les rayons X et Rosalind Franklin, une biologiste, une des rares femmes de science à cette époque. En 1951, Rosalind obtient la première photographie d'ADN prise aux rayons X.

 

Photo de l'ADN prise au rayons X

 

  • Un congrès, un ornithologue et un physicien...

Toujours en 1951, lors d'un congrès à Naples, Maurice Wilkins présente les premières photographies de l'ADN aux rayons X. Malgré la netteté très limitée de la photo, c'est la structure régulière de l'ADN qui interpelle James Watson...

James Watson, il a tout juste 23 ans. Il est américain, surdoué et il fait des études d'ornithologie - la science des oiseaux - et de biologie. Très bouleversé par la découverte étrange qu'il vient de faire, il décide de partir en Angleterre dans le seul but de comprendre la srtucture de l'ADN. C'est alors qu'il entre dans le laboratoire de cristallographie de l'Université de Cambridge, le Cavendish Laboratory, où il fait la rencontre de Francis Crick...

Francis Crick, il a 36 ans. C'est un physicien brillant qui étudie au University College London et qui obtient un diplôme en sciences en 1937, à l'âge de 21 ans. Dès 1939, durant la Seconde guerre mondiale, il a été envoyé travailler à la conception des mines sous-marines. A la fin de la guerre, il se reconvertit à la biologie. Il entre alors au Cavendish Laboratory et s'engage dans la voie de la recherche de la structure de l'ADN.

 

  • Une complicité qui les conduira loin

En 1944, grâce à Oswald Every, on sait que l'ADN est la clé de l'hérédité. Et en 1950, on sait grâce à Edwin Chargaff, que la grosse molécule d'ADN est composée de quatre types de nucléotides . Mais quelle en est l'architecture de cette macromolécule ? Au Cavendish, Crick et Watson travaillent sur la question en cachette avec des fils de fer.

La photographie de l'ADN obtenue par Rosalind Franklin aux rayons X montre que cette macromolécule a une forme de croix. Après un an et demi de recherches en équipe, Crick et Watson comprennent enfin que cette forme de croix révèle que l'ADN est une double hélice.

Leur article apparaît alors dans le magazine Nature en avril 1953 mais n'intéresse personne car les biologistes n'accordent aucun intérêt à connaître la structure de l'ADN.

En 1954, Crick et Watson, poursuivant leurs recherches, comprennent que l'ADN est composé de deux brins identiques de phosphates et de sucres (desoxyribose) enroulés l'un autour de l'autre. Et entre-eux, comme des barreaux d'échelle, sont disposées les bases A,T,C et G. L'ordre de ces bases le long de la molécule d'ADN définit l'information ou le code génétique.

C'est alors que les biologistes comprennent qu'en découvrant la structure de l'ADN, Crick et Watson permettent de décoder l'information génétique d'un humain. C'est près de 50 ans plus tard, que le décodage du génome humain va être réalisé.

Pour cette formidable découverte, Francis Crick, James Watson et Maurice Wilkins partagent en 1962 les honneurs du Prix Nobel de médecine.

 

James Watson et Francis Crick

devant leur maquette d'ADN en 1953

 

 

 

Structure de l'ADN

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