Introduction - le dogme central

Le phénomène de la vie sur Terre peut être envisagé, de façon simplificatrice, comme la transmission d'une génération à l'autre d'un ensemble d'informations qui permettent la construction, à partir de constituants élémentaires trouvés dans l'environnement terrestre et d'énergie dérivée essentiellement du rayonnement solaire, de "machines de survie" ou organismes vivants. Le système de stockage et de transmission d'informations doit être assez robuste pour que la plupart des descendants d'un être donné soient viables, mais assez sujet à variation pour générer avec le temps des formes vivantes de plus en plus diversifiées.

Le propos de ce cours est de donner une introduction aux mécanismes de stockage, de réplication, et d'expression de l'information biologique. L'étude de ces mécanismes, utilisant une approche expérimentale descriptive et réductrice, pourrait révéler des principes encore insoupçonnés régissant l'architecture de systèmes logiques capables d'autoréplication aussi bien que de fonctions "utiles".

Le "dogme central", introduit par Francis Crick (le co-découvreur de la structure de l'ADN) à la fin des années 50, veut que dans tous les êtres vivants l'information ne soit transmise que dans un sens: de l'ADN, où repose l'information, à l'ARN, une structure transitoire permettant sa transmission à une machine de traduction, aux protéines, les constituants de base qui font fonctionner la cellule et l'organisme entier.

Les flèches dans l'image ci-dessus représentent les processus de réplication de l'ADN, de transcription de l'ADN en ARN messager, et de traduction de l'ARN messager en protéine. Ces processus, qui forment l'essentiel de l'expression matérielle du dogme central, seront brièvement expliqués dans les autres chapitres du cours.

Il faut réaliser d'emblée que la quantité d'information génétique nécessaire pour construire et faire fonctionner un organisme complexe est énorme, et que chaque cellule de notre corps en contient deux copies, dérivées de nos deux parents. Les chiffres suivants sont éloquents:

Virus: 3000 nt, une page de 3000 caractères

Bactérie: 3x10**6 nt, un livre de 100 pages

Homme: 3x10**9 nt, 1000 livres
pile de livres de 50 m de haut
1,40 m d'ADN dans chaque cellule
assez d'ADN pour aller de la terre à la lune dans chaque individu