Par David Charles, mis à jour le 30 août 2022
Le contenu informatif de l’ADN est codé par quatre nucléotides :l’adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G) et la thymine (T). L’appariement de bases complémentaires – A avec T et C avec G – crée des liaisons hydrogène stables qui verrouillent le code génétique en place. Étant donné que chaque brin contient une copie complète de la séquence, un seul modèle est nécessaire pour la réplication ou la réparation, soulignant la robustesse du système d'appariement.
La plupart des ADN génomiques adoptent une double hélice droite. Le squelette, une chaîne sucre-phosphate répétitive, s'enroule autour d'un axe central, tandis que les bases azotées se trouvent à l'intérieur, protégées du solvant. Il existe trois conformations :l'ADN-B, la forme la plus courante dans les cellules humaines; L'ADN-A, qui est plus court et plus compact et apparaît souvent dans des régions déshydratées ou fortement comprimées ; et Z‑DNA, une variante gaucher qui apparaît de manière transitoire lors de la transcription. Ces variations structurelles influencent la manière dont l'ADN interagit avec les protéines et d'autres molécules.
Au-delà des liaisons hydrogène, la stabilité de l’ADN est en grande partie due aux interactions hydrophobes d’empilement de bases. Les bases aromatiques s'alignent perpendiculairement à la colonne vertébrale, minimisant ainsi l'exposition à l'eau et réduisant la répulsion électrostatique. Cet arrangement maintient non seulement l'hélice mais facilite également la liaison des facteurs de transcription et d'autres protéines régulatrices.
L’ADN est intrinsèquement directionnel, avec une extrémité 5’ – portant un groupe phosphate sur le cinquième carbone du désoxyribose – et une extrémité 3’ – se terminant par un groupe hydroxyle sur le troisième carbone. Tous les processus enzymatiques, de la transcription à la réplication, se déroulent de 5' à 3', garantissant la fidélité et la coordination à travers le génome.
Près de l’extrémité 5’ de nombreux promoteurs se trouve une boîte TATA – une séquence de répétitions thymine-adénine. Étant donné que les paires A‑T forment des liaisons hydrogène plus faibles que les paires G‑C, les boîtes TATA facilitent le déroulement des brins d'ADN lors de l'initiation de la transcription, agissant comme un signal critique pour la liaison de l'ARN polymérase.