QUEL EST LE DOGME CENTRAL DE LA BIOLOGIE MOLÉCULAIRE? - LA BIOLOGIE - 2025

Le dogme central de la biologie moléculaire dit que le matériel génétique est transcrit en ARN puis traduit en protéine.

Autrement dit, dans cette discipline, on considère que le flux d'informations dans les organismes ne va que dans un seul sens: les gènes sont transcrits en ARN.

Cette approche a été rendue publique en 1971, quelques années après la découverte de la fonction transmetteur de la molécule d'acide désoxyribonucléique (ADN).

Francis Crick, était le scientifique qui a exposé cette idée en décrivant le transfert d'informations génétiques en utilisant les informations disponibles à l'époque.

En parallèle, Howard Temin a proposé la possibilité qu'un ARN puisse servir à la synthèse d'ADN, comme cas exceptionnel mais possible.

Cette proposition n'a pas retenu l'attention de la communauté scientifique étant donné la popularité du dogme et parce qu'il s'agissait d'un processus qui ne serait possible que dans des cellules infectées par certains virus à ARN.

Qu'étudie la biologie moléculaire?

La biologie moléculaire est, selon le Human Genome Project, «l'étude de la structure, de la fonction et de la composition de molécules biologiquement importantes».

Plus précisément, la biologie moléculaire étudie les bases moléculaires des processus de réplication, de transcription et de traduction du matériel génétique.

Les biologistes moléculaires tentent de comprendre comment les systèmes cellulaires interagissent en termes de synthèse d'ADN, d'ARN et de protéines.

Bien qu'un biologiste moléculaire utilise des techniques exclusives à son domaine, il les combine avec d'autres plus typiques de la génétique et de la biochimie.

Une grande partie de sa méthode est quantitative, c'est pourquoi il y a eu un grand intérêt pour l'interface de cette discipline et l'informatique: la bioinformatique et / ou la biologie computationnelle.

La génétique moléculaire est devenue un sous-domaine très important de la biologie moléculaire.

Comment fonctionne le dogme central de la biologie moléculaire?

Pour ceux qui ont défendu cette idée, le processus était le suivant:

Transfert d'informations génétiques

Les travaux de Gregor Mendel, en 1865. Ils signifiaient un antécédent de l'héritage génétique que permet la molécule d'ADN, découverte entre 1868 et 1869 par Friedrich Miescher.

Connaître la structure primaire de l'ADN a permis de connaître le processus de synthèse de celui-ci et la manière dont l'information génétique est codée.

Réplication de l'ADN

Ensuite, la découverte de la structure secondaire de l'ADN a permis de modéliser la structure en double hélice si bien connue aujourd'hui, mais qui a été une révélation à l'époque.

Cette révélation a donné lieu à l'exploration de la réplication de l'ADN, un processus vital pour la survie cellulaire qui consiste en une division par mitose, et qui nécessite une réplication préalable pour conserver le matériel génétique.

En 1958, Matthew Meselson et Frank Stahl affirmaient que cette réplication était semi-conservatrice, puisqu'une des chaînes est conservée, et qu'elle sert de modèle pour synthétiser son complément.

Dans ce processus, des protéines telles que l'ADN polymérase interviennent, ce qui ajoute des nucléotides à la nouvelle chaîne en utilisant l'original comme matrice.

Transcription d'ADN

La découverte et la description de ce processus ont répondu à la question de savoir comment l'ADN et les protéines étaient liés lorsqu'ils se trouvaient à différents endroits des cellules.

La molécule intermédiaire qui a rendu cette relation possible s'est avérée être l'acide ribonucléique mature (ARN).

Plus précisément, l'ARN polymérase est la molécule qui prend une matrice à partir de l'un des brins d'ADN, à partir de laquelle elle forme une nouvelle molécule d'ARN. Cela se produit suite à la complémentarité des bases.

En d'autres termes, il s'agit d'un processus dans lequel les informations d'une section d'ADN sont reproduites dans un morceau d'ARN messager (ARNm).

Le produit de la transcription est un brin mature d'ARN messager (ARNm).

Traduction ARN

Dans la phase finale, l'ARN messager mature (ARNm) sert de matrice pour la synthèse des protéines. Ici, les ribosomes interviennent avec les molécules de l'ARNt de transmission.

Chaque ribosome interprète un trio de nucléotides d'ARNm, appelé codon, et est complété par l'anticodon que possède chaque ARNt.

Cet ARNt porte avec lui l'acide aminé qui s'insère dans la chaîne polypeptidique, de sorte qu'il se replie dans la conformation correcte.

Dans les cellules procaryotes, la transcription et la traduction peuvent se produire ensemble, tandis que dans les cellules eucaryotes, la transcription se produit dans le noyau cellulaire et la traduction se produit dans le cytoplasme.

Le dépassement du dogme

Dans les années 1960, on avait vu que certains virus permettaient à la cellule de «transcrire en sens inverse» l'ARN en ADN.

Tel était le cas de la protéine de transcriptase inverse (RT), responsable de l'utilisation de l'ARN matrice du VIH pour synthétiser un double brin d'ADN proviral pour l'intégrer dans l'ADN cellulaire.

Cette protéine est actuellement utilisée dans les laboratoires et a valu à Howard Temin, David Baltimore et Renato Dulbecco le prix Nobel de médecine en 1975.

D'autre part, il existe d'autres virus à base d'ARN, capables de synthétiser une chaîne d'ARN à partir de celle qu'ils possèdent déjà.

Une autre cause possible de cette altération peut être trouvée dans des défauts dans les séquences régulatrices de gènes affectant l'expression de la protéine et le processus de transcription d'un ou plusieurs gènes.

Ces découvertes ont été à la base de nombreuses recherches dans le domaine de la biologie moléculaire telles que celles liées aux cancers, aux maladies neurodégénératives ou à la biologie synthétique.

En bref, le dogme central de la biologie moléculaire était une tentative d'expliquer comment le flux d'informations génétiques fonctionne dans un organisme.

Cette tentative a été vaincue, après plusieurs années de recherche scientifique qui nous ont permis de proposer une explication plus proche de la réalité.

Références

1. Académie biomédicale numérique VITAE (s / f). Médecine moléculaire. Nouvelle perspective en médecine. Récupéré de: caibco.ucv.ve
2. Institut Coriell pour la recherche médicale (s / f). Qu'est-ce que la biologie moléculaire. Récupéré de: coriell.org
3. Durantes, Daniel (2015). Le dogme central de la biologie moléculaire. Récupéré de: investigarentiemposrevñados.wordpress.com
4. Mandal, Ananya (2014). Qu'est-ce que la biologie moléculaire. Récupéré de: news-medical.net
5. Nature (s / f). Biologie moléculaire. Récupéré de: nature.com
6. Science quotidienne (s / f). Biologie moléculaire. Récupéré de: sciencedaily.com
7. Université de Veracruz (s / f). Biologie moléculaire. Récupéré de: uv.mx.