L'échelle de Darwin

Bref précis de biologie

Les êtres humains sont des organismes métazoaires, c’est-à-dire composés de nombreuses cellules. Dans la plupart de nos cellules se trouve un noyau contenant le « plan » de l’individu tout entier. Ce plan est stocké dans de l’ADN (acide désoxyribonucléique) ; l’ADN et ses compléments, protéines et organelles, composent l’ordinateur moléculaire contenant la mémoire nécessaire pour construire un organisme individuel.

Les protéines sont des machines moléculaires capables d’accomplir des fonctions incroyablement complexes. Ce sont les machines de la vie ; l’ADN est le schéma directeur qui guide la fabrication de ces machines.

Dans les cellules eucaryotes, l’ADN se présente sous la forme de deux brins entrelacés – la « double hélice » – et est stocké sous celle d’une structure complexe baptisée chromatine, laquelle est disposée en chromosomes dans chaque noyau de cellule. À quelques exceptions près, telles les cellules des globules rouges et les cellules immunitaires spécialisées, l’ADN de chaque cellule du corps humain est complet et uniforme. Les chercheurs estiment que le génome humain – la bibliothèque complète de nos instructions génétiques – se compose de soixante mille à cent mille gènes. Les gènes sont des traits transmissibles ; on a souvent défini un gène comme un segment d’ADN contenant le code d’une ou de plusieurs protéines. Ce code peut être transcrit pour donner un brin d’ARN (acide ribonucléique) ; les ribosomes utilisent alors l’ARN pour traduire les instructions de l’ADN originel et synthétiser des protéines. (Certains gènes accomplissent d’autres tâches, par exemple fabriquer les composants ARN des ribosomes.)

De nombreux scientifiques pensent que l’ARN était à l’origine la molécule codante de la vie et que l’ADN est un modèle apparu ultérieurement.

La plupart des cellules d’un organisme individuel sont porteuses du même ADN, mais, à mesure que la personne croît et se développe, cet ADN est exprimé de différentes façons à l’intérieur de chaque cellule. C’est ainsi que des cellules d’embryon identiques peuvent devenir des tissus différents.

Lorsque l’ADN est transcrit en ARN, de nombreuses chaînes de nucléotides non codantes pour les protéines, baptisées introns, sont extraites des segments d’ARN. Les segments restants sont alors réunis ; ils sont codants pour les protéines et appelés exons. Sur une chaîne d’ARN récemment transcrit, ces exons peuvent s’unir de différentes façons pour produire différentes protéines. Ainsi, un même gène peut produire différentes molécules à différents moments.

Les bactéries sont de minuscules organismes unicellulaires. Leur ADN n’est pas stocké dans un noyau mais réparti à l’intérieur de la cellule. Leur génome ne contient que des exons, ce qui fait d’eux des créatures souples et profilées. Les bactéries peuvent se conduire comme des organismes sociaux ; des variétés distinctes peuvent entrer en compétition ou collaborer ensemble pour trouver et exploiter les ressources de leur environnement. Dans la nature, les bactéries se rassemblent parfois pour créer des « cités » ; vous en avez peut-être observé en constatant la présence de bave sur les légumes avariés dans votre réfrigérateur. Ces spores bactériennes se trouvent également dans vos intestins, dans votre conduit urinaire et sur vos dents, où il leur arrive de causer des problèmes, et des écologies spécialisées de bactéries protègent votre peau, votre bouche et d’autres parties de votre corps. Les bactéries sont extrêmement importantes et, quoique certaines d’entre elles soient pathogènes, bien d’autres sont nécessaires à notre existence. Certains biologistes pensent que les bactéries sont à l’origine de toutes les formes de vie et que les cellules eucaryotes – nos cellules, par exemple – dérivent d’anciennes colonies bactériennes. Dans un sens, peut-être ne sommes-nous que des astronefs pour bactéries.

Les bactéries échangent entre elles des petites boucles d’ADN appelées plasmides. Ces plasmides complètent le génome des bactéries et leur permettent de réagir rapidement à des menaces comme les antibiotiques. Les plasmides composent une bibliothèque universelle que des bactéries de types divers utilisent pour vivre plus efficacement.

Les bactéries, ainsi que presque tous les autres organismes, peuvent subir les attaques des virus. Les virus sont de minuscules fragments d’ADN ou d’ARN, généralement protégés par une enveloppe, qui ne peuvent se reproduire tout seuls. Au lieu de quoi ils détournent la machinerie reproductrice d’une cellule pour fabriquer de nouveaux virus. Chez les bactéries, les virus sont appelés bactériophages (« mangeurs de bactéries ») ou tout simplement phages. Nombre de phages transportent du matériel génétique d’une bactérie à l’autre, tout comme certains virus chez les plantes et les animaux.

Il est possible que les virus proviennent à l’origine de segments d’ADN de cellules capables de se déplacer, à l’intérieur du chromosome ou entre les chromosomes. Les virus sont essentiellement des segments nomades de matériel génétique qui ont appris à « enfiler un scaphandre spatial » et à quitter la cellule.