Toutes nos cellules contiennent-elles le même ADN ?

C’est un fait bien établi par la biologie moderne : porteuse de tous les gènes de l’individu et divisée en 46 chromosomes, la molécule d’ADN se retrouve dans le noyau de toutes les cellules, qu’il s’agisse d’un neurone, d’une cellule de peau ou d’une cellule osseuse. Mais  ces cellules n’ont ni la même forme, ni la même fonction, elles ne produisent pas les mêmes substances et ne réagissent pas aux mêmes signaux.

De là à penser que l’ADN est impliqué, c’est à la fois vrai et faux. Faux parce que l’ADN de toutes ces cellules est le même, mais vrai car parmi tous les gènes que contient leur ADN, seuls certains s’expriment, tandis que d’autres restent silencieux.

Le même ADN… sauf dans deux cas

Cela étant, il existe effectivement deux catégories de cellules contenant un ADN différent des autres. D’une part, les lymphocytes B, cellules de l’immunité dont une partie de l’ADN est sans cesse réorganisée (on dit recombinée) afin de produire une infinité d’anticorps adaptés à la défense de l’organisme. D’autre part, les gamètes, ou cellules sexuelles, qui ne portent chacun que 23 chromosomes uniques. Ces derniers sont assemblés à partir d’un mélange aléatoire des gènes de chaque paire de chromosome contenue dans les cellules qui produisent les gamètes. Toutes les autres cellules contiennent la même information génétique.

Enfin, presque. Car un ultime processus intervient, qui fait que si quasiment toutes les cellules contiennent le même ADN, celui-ci, en réalité, n’est pas parfaitement identique. Pour comprendre, partons de la première cellule, celle que forme l’œuf fécondé. Cette cellule est créée à partir de la rencontre de deux gamètes (l’un provenant du père, l’autre de la mère) apportant chacun leurs 23 chromosomes qui formeront les fameuses paires. Cette cellule, point de départ de toutes les autres, subit un processus de division (la mitose), qui permet d’obtenir deux cellules filles en tout point identiques à celle qui leur a donné naissance. Y compris au niveau de l’ADN. Car, au cours de la mitose, l’ADN est dupliqué de façon à ce que chaque cellule fille reçoive le même matériel génétique.

Un même ADN mais avec des erreurs de copie

Seulement voilà, ce mécanisme de réplication n’est pas parfait et il arrive que des erreurs de copie se produisent. Même si elles sont très peu fréquentes, on compte environ une erreur pour 10 milliards de bases d’ADN répliquées sur les 3,2 milliards de paires que compte la molécule humaine. “Toutes les cellules d’un organisme ont sans doute au moins une paire de bases de différence (rarement la même) avec celle dont elles sont issues”, souligne Anne Plessis, du laboratoire Génétique du développement et évolution de l’Institut Jacques-Monod à Paris.

Ces mutations peuvent être de trois types : la substitution d’un élément par un autre, l’insertion d’un élément supplémentaire à l’intérieur de la chaîne moléculaire ou, à l’inverse, une délétion. Ces deux derniers types d’erreurs peuvent avoir des conséquences importantes puisqu’ils décalent la chaîne moléculaire et peuvent ainsi fausser certains mécanismes cellulaires comme la création de protéines. Elles peuvent parfois être à l’origine de maladies génétiques extrêmement graves comme la mucoviscidose ou l’hémophilie. Mais heureusement, ces mutations spontanées sont le plus souvent dites “silencieuses”, c’est-à-dire qu’elles n’altèrent pas le fonctionnement de la cellule ou l’expression correcte d’un gène, car elles surviennent dans des parties de la molécule qui ne correspondent pas à des gènes.

G.A.

D’après S&V n°1111.

 

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• La mécanique de la vie – S&V n°1150 – 2013. Contraintes, frottements, contractions… les forces physiques agissent aussi sur les cellules, et influencent leur développement et leur organisation à l’intérieur de l’organisme. La division cellulaire, aussi, obéit aux lois de la physique !

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• Les nouveaux mystères de l’ADN – S&V n°1145 – 2013 – Depuis la découverte de la structure de l’ADN, en 1953, les biologistes ne cessent de s’étonner de la sophistication de cette minuscule machinerie qui contient toutes les informations pour faire fonctionner un organisme vivant. C’est un véritable langage, dont les paroles sont des protéines, qui est loin d’avoir été parfaitement déchiffré.