La découverte du squelette de l’ADN a commencé en 1867 lorsque Friedrich Miescher a remarqué que les cellules contenaient une teneur élevée en phosphore et une substance résistante à la digestion des protéines. Des recherches ultérieures ont révélé que le squelette sucre-phosphate est composé de groupes phosphate et de sucres désoxyribose, formant l'échafaudage structurel de l'échelle.
Le modèle historique de James Watson et Francis Crick de 1953 décrivait l’ADN comme une double hélice droite, avec les squelettes sucre-phosphate à l’extérieur et les bases azotées empilées à l’intérieur. Chaque nucléotide comprend un phosphate, un désoxyribose et une base.
Les barreaux sont constitués de quatre bases azotées :adénine (A), thymine (T), guanine (G) et cytosine (C). Les découvertes d'Erwin Chargaff en 1950 ont montré que A s'apparie avec T et G s'apparie avec C en quantités égales, un principe maintenant connu sous le nom de règles de Chargaff.
L'adénine forme deux liaisons hydrogène avec la thymine, tandis que la guanine forme trois liaisons hydrogène avec la cytosine. Ces paires complémentaires maintiennent les deux brins alignés et maintiennent une longueur d'échelon uniforme, permettant une réplication précise.
L'ADN humain contient environ 60 % de paires A-T et 40 % G-C, avec environ 3 milliards de paires de bases par chromosome. Pendant la réplication, l'hélicase déroule la double hélice et l'ADN polymérase synthétise de nouveaux brins en fragments courts de 50 nucléotides. La fidélité de l'appariement des bases se traduit par un faible taux d'erreur.
Pendant la mitose, le génome entier est dupliqué, garantissant que chaque cellule fille reçoit un complément d'ADN identique. La méiose, en revanche, réduit de moitié le nombre de chromosomes pour produire des gamètes ; la fécondation restaure le complément complet chez le zygote.
Les erreurs de réplication peuvent conduire à des mutations, classées comme substitutions, insertions, suppressions ou changements de cadre. Parce que la séquence de bases dicte les instructions génétiques, les mutations par décalage du cadre de lecture peuvent profondément altérer la synthèse des protéines.
