Chez les eucaryotes (cf. épisode 1), dont les animaux et l’Homme en particulier, le noyau de la cellule concentre la majeure partie du matériel génétique. Le noyau est entouré d’une membrane à double paroi, mais il existe des pores autorisant le passage de certaines molécules.
Figure 2 – Le noyau cellulaire – Source : Wikipédia (Magnus Manske)

Le matériel génétique est essentiellement composé d’acide désoxyribonucléique, le fameux ADN, autrement dit une macromolécule qui a la particularité de posséder deux brins en hélice, un peu comme l’escalier à double révolution du château de Chambord (voir la figure suivante).
Figure 3 – La molécule d’ADN - Source : Wikipédia (MesserWoland & Dosto).

Comme on le voit sur la figure 3, on observe des « barreaux d’échelle » qui relient les deux montants de l’échelle. La molécule d’ADN totalement dépliée mesure 2 m de longueur dans chacun des noyaux de nos cellules. Son diamètre est de 2 nm (0,000 000 002 m soit 2.10-9 m soit encore 0,000 002 mm, bref très très très fin). La molécule d’ADN dépliée est impossible à voir avec un microscope optique, même un très bon, il faut utiliser du matériel de pointe (microscope électronique à transmission).
Figure 4 – Image en microscopie électronique à de l’ADN. La photo n'est pas d'une clarté absolue mais on devine, en zoomant, cette structure caractéristique. Le trait noir représente 20 nm (10 fois le diamètre de la molécule). © Enzo di Fabrizio

Seulement la molécule est enroulée sur elle-même un très grand nombre de fois, jusqu’à se concentrer, la plupart du temps en chromosomes (23 paires chez l’Homme).
Figure 5 – Enroulement multiple et peletonnage de l’ADN pour aboutir aux chromosmes (Source : Wikipédia, NIH, User:Phrood~commonswiki, En rouge)

Les chromosomes, eux, se voient facilement avec un microscope optique tout à fait ordinaire.
Figure 6 – Les chromosomes humains (Source : Wikipédia Domaine public, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=261772)

Sur la figure 3, au milieu de ces demi-barreaux (bases nucléiques), on voit les lettres A, T, G et C qui s’associent toujours de manière complémentaire : toujours un T en face d’un A et toujours un C en face d’un G et dans les deux sens possibles. La formation de ces paires est immuable dans l’ADN. Donc ces paires se soudent au milieu des barreaux, mais peuvent si besoin se désolidariser (un montant et des demi-barreaux de chaque côté) et chacun des deux morceaux de l’échelle (brins) sont parfaitement complémentaires (l’un est le strict négatif de l’autre). Ce qui signifie en réalité qu’un seul montant avec ses demi-barreaux suffit pour reconstituer l’autre. Et l’ARN n’est ni plus ni moins qu’un brin (montant et demi-barreaux) de l’échelle. Mais au lieu d’avoir toute la longueur de l’échelle, l’acide ribonucléique ARN (quel qu’en soit la nature précise) n’est qu’un minuscule fragment de ce brin d’échelle. Alors la question pourrait être de savoir pourquoi la molécule d’ADN ne pourrait-elle pas être composée d’un seul brin ? Eh bien parce qu’avec deux brins, c’est beaucoup plus stable et solide.
Par conséquent, on peut dire que l’ADN du noyau est une version complète du patrimoine génétique un peu comme sur un serveur avec des disques durs très haut de gamme dans un bâtiment sécurisé. L’ARN peut être considéré comme une petite copie très partielle du disque dur sur une disquette, une clé USB bas de gamme susceptible de s’autodétruire à brève échéance.
Ensuite, il faut savoir que la succession de ces lettres (A, T, C et G) a un « sens » précis (forme des mots à la base du code génétique). Il s’agit toujours de mots de trois lettres (codons). Chaque mot correspond à quelque chose de précis en l’occurrence, on reconnait l’existence de 64 mots, mais parmi ces 64 mots, il y a des synonymes et en définitive, cela fait 22 mots à sens univoque. Chacun de ces mots pourra ensuite se traduire par un acide aminé. Ces mots forment des phrases (cela correspond à un gène). Les acides aminés s’associent dans un ordre bien précis pour former des protéines uniques assez simples à très complexes. Et il existe des milliers de phrases différentes qui forment autant de protéines différentes. Un gène peut coder une ou plusieurs protéines.
A suivre.