BIOLOGIE MOLÉCULAIRE INTRODUCTION On situe généralement la naissance de la biologie moléculaire au début des années 50, même si ce terme fut introduit par Warren Weaver en 1937, puis repris et diffusé par William Thomas Astbury.

« 2 trouvés dans le noyau des cellules (lorsqu'on découvrit qu'ils se trouvaient aussi ailleurs, leur nom était déjà diffusé).

Pendant des décennies, on se limita à en étudier la structure sans essayer d'en expliquer la fonction, et encore moins de les relier à la transmission des caractères héréditaires, car on imaginait que leur simplicité ne les prédisposait pas à une fonction aussi déterminante.

Cependant, durant les années 20, on savait qu'il existait deux acides nucléiques, l'acide désoxyribonucléique (ou ADN) et l'acide ribonucléique (ou ARN). Curieusement, ce fut un bactériologiste, Oswald T.

Avery (1877-1955), et non un biochimiste, qui mena en 1944 les expériences les plus significatives.

Ses recherches (voir aussi ADN et le matériel génétique) tentaient de faire comprendre la raison pour laquelle certains pneumocoques, des Bactéries responsables de la pneumonie, avaient une capsule externe et d'autres non.

Une première expérience montra qu'un extrait de Bactéries pourvues de capsules, ajouté à une culture de pneumocoques qui en étaient dépourvus, conduisait ces derniers à synthétiser cette enveloppe.

La deuxième expérience décisive montra que la substance responsable de la « métamorphose » était un acide nucléique.

Étant donné que la capsule était formée d'une protéine, le sens de l'expérience était clair : l'acide nucléique guidait la production de la protéine (gènes et protéines). La conclusion à laquelle était parvenu Avery fut confirmée plusieurs fois au cours des années suivantes.

Toutefois, des questions telles que « comment et de quelle façon est-il possible que des molécules aussi petites que les acides nucléiques jouent un rôle aussi important ? » restèrent sans réponse.

Quand l'étude de ces molécules fut plus avancée, on découvrit que les acides nucléiques étaient en réalité des macromolécules, de grandes dimensions.

Mais il fallait encore en définir la structure. En 1945, le physicien Erwin Schrödinger (1887-1961) avait suggéré que la molécule du gène était un cristal apériodique.

Seul un cristal de ce genre peut maintenir une forme rigide et servir de modèle à d'autres cristaux et, en même temps, avoir une structure non régulière, nécessaire pour servir de soutien à la variabilité du matériel héréditaire.

De cette façon, Schrödinger présentait en termes physiques un problème fondamental de la biologie.

Plusieurs physiciens, à cette époque, commencèrent à s'occuper de problèmes biologiques, en appliquant aux sciences de la vie leur méthode d'étude des objets complexes, consistant à les simplifier et à utiliser autant que possible une formalisation abstraite.

De cette façon, la physique apporta une contribution fondamentale à la naissance de la biologie moléculaire. LA DÉCOUVERTE DE LA DOUBLE HÉLICE Le problème central que l’on devait résoudre pour comprendre la structure de l'ADN consistait à faire cohabiter dans une structure unique deux qualités apparemment opposées : la permanence et la variabilité.

Dans les années 40, plusieurs hypothèses avaient été avancées sur la façon dont les chaînes polypeptidiques des protéines sont disposées dans l'espace.

L'une des techniques les plus utilisées était la cristallographie à rayons X, une méthode qui permettait d'enregistrer sur une plaque photographique l'image produite par un faisceau de rayons X envoyé sur un cristal et diffracté par celui-ci, et qui permettait d'en reconstruire la structure comme une sorte d’« ombre chinoise ».

Cette technique avait amené John C.

Kendrew (1917) et Max F.

Perutz (1914) du laboratoire Cavendish de Cambridge à reproduire la structure de deux protéines semblables, l'hémoglobine et la myoglobine.

Le résultat se révéla particulièrement significatif, puisqu'il démontra. »