Zoëlho, vers un mode de vie conscient.

Les acides nucléiques

 

Top

 

Les acides nucléiques (ARN et ADN) constituent la classe principale de composés organiques nécessaires à la cellule. Ces acides possèdent la propriété d'auto-multiplication. De plus, les acides nucléiques contiennent toute l'information génétique pour synthétiser chaque molécule, cellule ou tissu de l'organisme. Cette information génétique implique que les acides nucléiques déterminent comment les protéines seront composées, comment des tâches dans l'organisme seront exécutées, comment des cellules doivent utiliser l'oxygène...

 

Toutefois, la manière dont les cellules différenciées se déplacent vers un endroit précis dans l'organisme afin de stimuler la croissance ou la guérison, ne peut pas être attribuée à l'ADN. Parce que l'ADN n'est qu'une sorte de liste de composants, il ne fournit pas le mode d'emploi du système!

 

On peut considérer l'ADN comme un manuel plein d'informations et d'instructions, susceptibles d'être influencées par des catalysateurs, des enzymes, des hormones et des neurotransmetteurs. Mais la spatialisation et le rétablissement de toutes les cellules tissulaires sont déterminés par un champ bio-énergétique (champ énergétique holographique ou hologramme), capable de représenter l'information complète de chaque composant. Ce champ contient l'information relative à la croissance, le développement et le rétablissement de l'organisme. Il dirige la spatialisation du processus génétique.

 

Les techniques thérapeutiques énergétiques (acupuncture, shiatsu, yoga...) tentent à influencer ces champs éthériques afin d'améliorer les fonctions corporelles en dirigeant l'énergie dans le corps au lieu de manipuler des cellules et des organes avec l'aide de médicaments et d'interventions chirurgicales.

 

Chaque cellule (à l'exception de certaines dans le système immunitaire et quelques cellules sexuelles) possède bien tous les gènes de l'individu. Mais, selon les tissus, seuls certains gènes s'expriment, tandis que d'autres restent silencieux.

 

Mais prudence, le mécanisme de réplication n'est pas parfait : des erreurs de copie peuvent se produire. Et si ces erreurs sont dans la plupart des cas sans conséquences, certaines peuvent être à l'origine de maladies génétiques graves, comme la mucoviscidose ou l'hémophilie. Environ 300 milliards de nos cellules (sur plus de 75.000 milliards de cellules qui forment l'organisme)  sont remplacées chaque jour. Des défauts s'accumulent d'une génération de cellules à une autre.

 

Et ce n'est pas tout. Car les erreurs dues à la réplication ne sont pas les seules à altérer l'ADN : les rayons UV, la radioactivité, des virus ou encore certaines substances chimiques (dans la fumée de cigarette p. ex.) peuvent le détériorer également.

 

Ces facteurs externes modifient la structure d'ADN, ce qui peut entraîner la mort de la cellule ou sa réplication incontrôlée (développement d'un cancer) mais modifient aussi l'évolution d'une espèce si le changement affecte des cellules sexuelles et que ces dernières conduisent à la création d'un nouveau gène...

Sommaire :

 

La composition

 

L'information génétique

 

Le code génétique (génome)

 

L'avenir : la protéomique

 

Côté pratique

Contenu :

         Top

La composition :

 

Dans la cellule vivante, Il existe 2 types d'acides nucléiques : l'acide ribonucléique (ARN) et l'acide désoxyribonucléique (ADN). Les deux types sont des polymères de nucléotides, les unités monomères de base (voir aussi : " Fonctions des acides aminés")

 

Les nucléotides sont composés d'un sucre (une molécule de ribose (dans l'ARN) ou de désoxyribose (dans l'ADN)) dont une base azotée sur le carbone C1 et un groupe phosphate sur le C5. Ces nucléotides sont reliés entre eux par des liaisons 3'-5' phosphodiester covalentes (liens forts) entre un groupe hydroxyle (sur le C3) et un groupe phosphate du nucléotide suivant : le groupe phosphate se lie au carbone 3 du sucre du premier nucléotide et au carbone 5 du sucre du nucléotide suivant.

 

Acide nucléique = un sucre + un groupe phosphate + une base azotée.

 

Il existe 4 monomères différents d'ADN et d'ARN, chacun avec une autre base.

 

L'ADN est composé des bases adénine (A), guanine (G), cytosine (C) et thymine (T) : AGCT

L'ARN est composé des mêmes bases sauf la T qui est remplacée par l'uracil (U) : AGCU

 

On appelle les bases A et G des purines.

Les bases C, T et U des pyrimidines.

 

Les différentes bases peuvent, d'une façon très spécifique, former des ponts hydrogène (liens faibles) entre les bases complémentaires ; la G s'associant toujours avec la C, la A toujours avec la T (dans l'ADN) ou avec la U (dans l'ARN). En effet, ces bases sont complémentaires : les purines d'une branche font toujours face à des pyrimidines d'une autre branche.

 

      • cette association définit aussi la structure d'ADN : une double hélice formée de deux branches de polymères disposés de telle sorte que toutes les bases azotées se trouvent au centre de la structure et maintenues par des ponts hydrogène entre les bases azotées complémentaires.

      • cette association permet une action unique : la capacité de traduire ou dupliquer l'ADN.

 

Lors d'une duplication d'ADN, les 2 branches sont d'abord séparées par la rupture enzymatique des liaisons hydrogène; chacun de ces branches va être copiée par l'action des ADN polymérases, pour former 2 nouvelles molécules d'ADN double branche identiques à la molécule initiale.

 

 

Les gènes ne composent que 3% de l'ADN. Le reste, l'ADN non codant, est constitué de répétitions de séquences d'ADN qui ne sont pas traduites en protéines. Ces répétitions sont très instables. Elles influencent l'emballage de l'ADN qui détermine à quel point l'on peut activer un gène. Leur instabilité peut modifier rapidement l'activité des gènes voisins. L'ADN non codant joue ainsi le rôle d'accélérateur de l'évolution qui peut aider à survivre dans un univers en rapide changement.

 

         Top

L'information génétique :

 

La structure primaire de l'ADN renferme l'information génétique (le génome). L'ordre des bases dans les branches d'ADN détermine la séquence successive des acides aminés dans les protéines. L'ARN intervient dans la traduction de cette information. L'ensemble des bases dans l'ADN codant pour une protéine spécifique est appelé "gène".

 

La transcription de l'information d'un gène pour former une protéine se déroule en deux étapes :

 

    1. D'abord, recopier une partie des gènes, c.à.d. les gènes codant les protéines d'intérêt (transcription) en formant l'ARN messager (ARNm). La synthèse de l'ARN est comparable à celle de l'ADN, sauf qu'une seule branche est synthétisée.

 

    1. Traduire l'ARNm via des structures protéiques complexes, des ribosomes (= translation). Toutefois, un problème fondamental se pose : pour former des protéines, l'organisme utilise 20 acides aminés différents ; d'autre part, l'ARN (et l'ADN) sont constitués de seulement 4 bases différentes. Si une base code un acide aminé, seuls 4 acides aminés peuvent être codés!! Le codage d'un acide aminé nécessite donc au minimum une suite de 3 bases : les ribosomes ne lisent donc pas chaque base individuellement mais par série de 3 (codon). Chaque codon code donc pour un acide aminé spécifique. Dans ces conditions, il est possible de coder 64 codons.

 

La nature se permet dès lors de coder le même acide aminé par plusieurs enchaînements différents de bases.

 

ADN     ---> transcription --->    ARN     --->  translation --->  Protéine

 

3 bases (1 codon)     ------------------------------------>    1 acide aminé

 

Afin de finaliser la synthèse des molécules protéiques, l'ARN de transfert (ARNt) est responsable d'apporter les bons acides aminés au codon correspondant, lors de la traduction de l'ARNm en peptide.

 

Tous les êtres vivant sur Terre utilisent des acides nucléiques et des protéines pour survivre. De plus, toutes les protéines sont constituées des mêmes 20 différents acides aminés. Aussi le code, utilisé dans l'ADN (et dans l'ARN), est universel : chaque forme de vie code donc les codons différents du même acide aminé.

 

Il existe des organismes présentant uniquement 470 gènes (Mycoplasma genitalum), donc au maximum 450 enzymes. L'E. coli, une bactérie "simple", possède seulement 4000 gènes et une levure 6000. Comme l'Homme, ces organismes sont capables d'effectuer presque toutes les réactions biochimiques... Probablement, seuls quelques centaines de gènes sont nécessaires pour coder les réactions biochimiques primaires, les autres étant responsables pour la régulation. Des processus biochimiques primaires correspondent à des dégradations d'aliments en éléments utilisables par l'organisme ou en énergie, si l'organisme est capable de synthétiser lui-même les éléments de base.

 

Malgré la grande diversification, la biochimie des différents organismes est fortement homologue, même identique pour la plus grande partie.

 

 

         Top

Le génome : le code génétique

 

La fonction essentielle de nos 26.600 gènes dans l'évolution est la conservation des informations acquises et l'acquisition d'informations nouvelles qui se transmettent de génération en génération. Le génome est donc une banque de données contenant une infinité d'informations dont très peu sont utilisées. Il semble que les régions de l'ADN actives (les gènes codant une protéine) ne représentent que 2 à 3% de la molécule.

 

Le génotype d'une personne est l'ensemble des informations portées par ses gènes. Ce type se manifeste au début de la vie, au moment de la fécondation, on parle de génotype originel. Ce génotype caractérise l'hérédité parentale

 

Puis, au cours de la gestation, selon le vécu de la mère, va apparaître progressivement le phénotype dit originel. Ensuite, tout au long de la vie, ces gènes sont toujours susceptibles d'être modifiés par l'environnement (des facteurs épigénétiques, qui ne sont pas codés par la séquence d'ADN, mais qui peuvent l'influencer et diriger) : le phénotype modifié d'une personne correspond à la manière dont le génotype s'exprime. Le phénotype est donc l'expression complexe d'une individualité résultant des nombreuses interférences entre le génotype et des facteurs extrinsèques et en particulier l'expérience vécue. On peut donc dire des jumeaux homozygotes qu'ils ont un génotype identique, mais un phénotype différent.

 

Il est intéressant d'observer l'évolution du phénotype selon l'âge : au-delà du 18ème jour après la conception, à l'apparition des sécrétions thyroïdiennes, il n'y a plus de possibilité de scission et l'oeuf va pouvoir développer son individualité phénotypique :

 

 

L'hérédité génétique est comparable à un ordinateur. Au départ il possède son programme d'initialisation, le BIOS, rien de plus. Ensuite le système d'exploitation qui est modulable. Il contient les logiciels que l'on met en place pendant l'enfance en évoluant grâce à l'environnement. Le système d'exploitation se met à jour en fonction des informations reçues et stockées. Ce sont toutes les informations contenues dans ce système d'exploitation qui deviendront le programme qui oriente toute une vie.

 

Certaines pistes de recherche n'en mènent pas moins vers la reconnaissance d'un rôle causal de la flore intestinale dans l'expression des gènes et donc dans la survenue de maladies. Qui plus est, la participation de la flore intestinale dans les faits et gestes de notre organisme peut aider à résoudre "le mystère de la complexité génomique", suscité par le constat que le génome d'un banal grain de riz ne comprend pas moins de 46 000 gènes, concernés chacun par la synthèse d'une protéine. Par contraste, l'homo sapiens, que nous nous targuons d'être, doit se satisfaire d'une piètre assignation de 26 600 gènes.

 

Pour notre bonheur, la flore intestinale vient rééquilibrer le bilan, avec ses mille souches bactériennes qui apportent un patrimoine supplémentaire de 4 x 106 gènes fonctionnels, élevant le total que nous véhiculons à 4 026 600. L'insignifiant grain de riz se trouve ainsi ramené à ses justes dimensions.

 

Au cas où de nouvelles données viendraient étayer l'hypothèse d'un rôle causal, le traitement par probiotiques constituerait une perspective thérapeutique possible dans le traitement des maladies métaboliques et même neurodégénératives telles que Alzheimer, Parkinson ou SLA (Sclérose Amyotrophique Latérale).

 

 

 

         Top

L'avenir : la protéomique

 

Les gènes eux-mêmes ne déterminent pas directement ce que nous sommes. Nos gènes produisent bien des protéines qui, lorsqu'elles sont libérées, exécutent des instructions à la lettre, la volonté des gènes. Si le génome est le bleu, le protéome représente les protéines actives qui contrôlent chaque cellule de notre corps.

 

Dans notre génome, plus de 90% des séquences d'ADN étaient jusqu'à maintenant considérées comme ADN poubelle (junk-DNA (ou long non-coding DNA (lncDNA) composé de plus de 200 nucléotides), donc de l'ADN non codant sans fonction spécifique dans la traduction en protéines mais bien dans lncRNA. Ce IncRNA pourrait se lier au miRNA (micro RNA), facilitant ainsi sa communication avec d'autres cibles d'ARN, tandis que le miRNA pourrait favoriser la stabilité du lncRNA. Puisque cette interaction contrôle des importantes fonctions physiologiques, la fixation et le degré de fixation de miRNA/lncRNA pourraient perturber directement la fonction cellulaire... Qui plus est, ce IncRNA s'exprime en particulier dans certains tissus, comme le tissu cancéreux...

 

Toutefois, l'étude de la façon complexe dont les protéines sont structurées dans l'espace et de leur expression, de la façon dont elles se différencient et communiquent entre elles, cette étude (la protéomique) est nettement plus complexe que l'analyse génomique. En effet, il faut prendre en considération que nos 19.599 gènes peuvent produire quelques 200.000 types d'ARNm. Et puisque chaque type d'ARNm peut coder pour presque 200.000 protéines différentes (en fonction des étapes du cycle cellulaire, de la différenciation, de la réponse à différents signaux biologiques ou physiques, de l'état physiopathologique...), il en résulte une masse de 40 milliard de protéines... Bonne chance, professeur!

 

Même les ordinateurs superpuissants actuels ne sont pas encore capables de dénuder les routes métaboliques complexes des protéines. Prenez 100 personnes atteintes de cancer pulmonaire et 100 personnes saines. Quelle différence offre leur génome et leur profil protéomique? Toutes ces personnes atteintes de la même maladie possèdent un autre génome et utilisent probablement une voie protéomique différente. Il faut chercher avec des modèles statistiques afin de séparer des autres les protéines impliquées dans le développement de la maladie. Il faut trouver son chemin dans cette variété de protéines, à la recherche de signaux importants. Quels signaux?  

 

Cette recherche nous apportera peut-être un jour une forme personnalisée de médecine. Actuellement on s'investit dans la recherche de biomarqueurs, des protéines capables de prédire avec précision qui sera susceptible de développer une maladie particulière, afin de pouvoir poser un diagnostic, traiter la maladie plus tôt et de pouvoir vérifier l'efficacité des traitements administrés.

 

En final, il reste la question : parfois n'est-il pas mieux d'ignorer que de savoir?

 

 

         Top

Coté pratique :

 

La façon, dont les gènes s'expriment, dépend de l'intégrité de l'ADN.

 

Les 4 substances alimentaires suivantes sont très importantes pour un ADN sain (méthylation) :

 

 

 

Top

 

 

 ZOELHO (c) 2006 - 2017, Paul Van Herzele PharmD                             

Disclaimer