En 1953, deux scientifiques nommés James Watson et Francis Crick ont ​​résolu un puzzle monumental. Ils ont découvert la structure d'une molécule appelée acide nucléique désoxyribose - ou comme la plupart des gens le savent - ADN. Presque tous les organismes vivants, y compris les humains, comptent sur l'ADN pour emballer et copier les gènes. Alors que les scientifiques s'en doutaient avant 1953, ils ne savaient pas encore comment l'ADN se copiait ou contenait des informations sur l'hérédité. La clé de la capacité de l'ADN à se diviser et se copier était aussi la clé de la percée de Watson et Crick: la découverte des paires de bases.

TL; DR (trop long; pas lu)

James Watson et Francis Crick ont ​​développé des modèles en utilisant des découpes en carton qui les ont aidés à découvrir les paires de bases par hasard.

La structure de l'ADN

Imaginez le modèle à double hélice d'ADN comme une échelle torsadée cadre fait d'un composé appelé sucre-phosphate. Les échelons de l'échelle sont constitués de composés appelés nucléotides ou bases. Il y a quatre bases dans la molécule d'ADN: l'adénine, la cytosine, la guanine et la thymine. Dans chaque échelon de l'échelle, deux des quatre nucléotides se lient avec une liaison hydrogène. Ce sont les paires de base. La séquence particulière des paires de bases dans une molécule d'ADN est ce qui explique les différences dans les traits génétiques.

Rosalind Franklin et la double hélice

Alors que Watson et Crick étudiaient la structure de l'ADN, un scientifique nommé Rosalind Franklin développé une méthode efficace pour prendre des photographies d'ADN par rayons X. Ses images ont révélé deux lignes perpendiculaires créant une forme entrecroisée au centre de la molécule. Lorsque Franklin a quitté son poste au King's College, elle a laissé ses photos avec un collègue du nom de Maurice Wilkins. Peu de temps après, Wilkins a donné ces articles à Watson et Crick. Dès que Watson a vu les photographies de Franklin, il a compris que la forme entrecroisée signifiait que la molécule d'ADN devait être une double hélice. Mais leur percée était loin d'être complète.

Watson et Crick savaient que l'ADN contenait quatre bases, et qu'elles se liaient d'une manière ou d'une autre pour créer le double. forme d'hélice. Pourtant, ils ont lutté pour conceptualiser un modèle d'ADN qui était lisse et sans souches - un qui a fait un sens biochimique. Watson a construit des découpes de carton des bases, et a passé le temps à les réarranger sur une table pour l'aider à imaginer des structures possibles. Un matin, en déplaçant les pièces, il tomba sur un arrangement de bases qui avait du sens. Des années plus tard, Crick décrivait ce moment décisif comme «non par la logique mais par la sérendipité».
Les chercheurs ont réalisé que lorsque l'adénine et la thymine se liaient, elles formaient une échelle qui avait la même longueur qu'un échelon. constitué d'une paire cytosine-guanine. Si tous les échelons étaient constitués d'une de ces deux paires, elles auraient toutes la même longueur, ce qui empêcherait les déformations et les bosses dans la double hélice que Watson et Crick savaient ne pas pouvoir exister dans la vraie molécule.

Watson et Crick ont ​​également réalisé la signification des paires de bases pour la réplication de l'ADN. La double hélice "décompresse" en deux brins séparés pendant la réplication, divisant chaque paire de base. L'ADN est alors capable de construire de nouveaux brins pour se lier à chacun des brins séparés d'origine, résultant en deux molécules qui sont toutes les deux identiques à la double hélice originale. Watson et Crick ont ​​raisonné que si chacune des quatre bases ne pouvait que se lier avec une autre base, alors la molécule d'ADN pourrait se copier rapidement au cours de la réplication. Dans leur publication de 1953 sur leurs découvertes dans le magazine Nature, ils écrivaient: «... si la séquence de bases sur une chaîne est donnée, la séquence sur l'autre chaîne est automatiquement déterminée.» Le modèle d'ADN double hélice de Watson et Crick a lancé une révolution dans les sciences de la vie, et est responsable d'innombrables progrès dans des domaines d'études tels que la génétique, la médecine et la biologie de l'évolution.