L'ADN est le support moléculaire de l'hérédité. Sa structure en double hélice, sa réplication semi-conservative et son expression via le code génétique sont des notions fondamentales du bac SVT.
L'ADN (acide désoxyribonucléique) est le support de l'information génétique transmise de génération en génération. Il est organisé en chromosomes dans le noyau. L'ensemble de l'ADN d'un organisme constitue son génome.
Question probable
Justifiez que l'ADN est le support de l'hérédité.
Réponse
→L'ADN répond à toutes les propriétés d'un support héréditaire : il est stable (double hélice protégée), il se réplique fidèlement (réplication semi-conservative), il contient une information codée (séquence de bases) transmissible aux cellules filles et aux descendants. Les expériences de transformation bactérienne (Griffith, Avery) et l'expérience Hershey-Chase ont démontré que l'ADN, non les protéines, est le matériel génétique.
L'ADN est une double hélice antiparallèle composée de deux brins de nucléotides (base + désoxyribose + phosphate). Les bases sont complémentaires : A apparie avec T (2 liaisons H), G apparie avec C (3 liaisons H). Watson et Crick, 1953.
Question probable
Décrivez la structure de la molécule d'ADN en précisant les liaisons qui maintiennent les deux brins.
Réponse
→L'ADN est une double hélice décrite par Watson et Crick (1953). Deux brins antiparallèles (l'un 5'→3', l'autre 3'→5') sont maintenus par des liaisons hydrogène entre bases complémentaires. A s'apparie avec T via 2 liaisons H ; G s'apparie avec C via 3 liaisons H. La séquence des bases constitue l'information génétique. La double hélice est stabilisée par les interactions de van der Waals entre bases empilées.
Mnémotechnique
A-T (2H), G-C (3H). Antiparallèle. Watson-Crick 1953. 'G-C plus fort que A-T car 3 liaisons vs 2.'
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SVT
La réplication semi-conservative
Définition
Avant la division cellulaire, l'ADN est copié : chaque brin sert de matrice pour un nouveau brin complémentaire. Chaque molécule fille possède un brin parental et un brin néoformé (semi-conservatrice). L'ADN polymérase catalyse la synthèse.
Question probable
Expliquez le mécanisme de la réplication et justifiez son caractère semi-conservatif.
Réponse
→L'hélicase déroule la double hélice au niveau de la fourche de réplication. L'ADN polymérase lit chaque brin matrice (3'→5') et synthétise un nouveau brin complémentaire (5'→3'). Le brin avancé est synthétisé continuellement ; le brin retardé est synthétisé par fragments d'Okazaki reliés par des ligases. Meselson et Stahl (1958, expérience à l'azote lourd ^1^5N) ont démontré le caractère semi-conservatif : chaque molécule fille conserve un brin parental.
Le code génétique relie chaque codon (triplet de bases de l'ARNm) à un acide aminé. Il est universel (même code dans tous les êtres vivants), dégénéré (plusieurs codons pour un même AA), et sans chevauchement. AUG = codon initiateur (méthionine) ; UAA, UAG, UGA = codons stop.
Question probable
Quelles sont les caractéristiques du code génétique ?
Réponse
→Le code génétique est : (1) universel — quasi identique de la bactérie à l'humain, preuve d'une origine commune du vivant ; (2) dégénéré — plusieurs codons peuvent coder le même acide aminé (64 codons pour 20 AA + 3 stops) ; (3) non ambigu — un codon code toujours le même acide aminé ; (4) non chevauchant — chaque base n'appartient qu'à un seul codon. AUG est le seul codon initiateur.
Mnémotechnique
Code génétique : Universel + Dégénéré + Non ambigu + Non chevauchant. 64 codons, 20 AA + 3 stops. AUG = start.
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SVT
Mutations et hérédité
Définition
Les mutations sont des modifications permanentes de la séquence d'ADN. Les mutations germinales (dans les gamètes) sont héréditaires et transmises aux descendants. Les mutations somatiques touchent une seule cellule de l'organisme et ne sont pas transmises.
Question probable
Pourquoi certaines mutations sont-elles héréditaires et d'autres non ?
Réponse
→Seules les mutations germinales sont héréditaires car elles affectent l'ADN des cellules reproductrices (spermatozoïdes, ovules). Lors de la fécondation, la mutation est transmise à tous les descendants. Les mutations somatiques affectent les cellules du corps mais ne sont pas transmises à la descendance. Exemple de maladie héréditaire due à une mutation germinale : la mucoviscidose (mutation du gène CFTR) ou la drépanocytose (mutation du gène de l'hémoglobine).
Mnémotechnique
Germinale (gamètes) = héréditaire → transmise aux enfants. Somatique (corps) = non héréditaire → reste dans l'individu. Mucoviscidose = germinale.
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