Comment l'ADN constitue-t-il un moyen de stockage plus pérenne et plus économe que ceux existants actuellement ?
Rôle et structure de l'ADN
L'Acide DésoxyriboNucléique (ADN) est une macromolécule (une grande molécule constituée de molécules plus petites) présente chez tous les êtres vivants, située dans les cellules et plus précisément dans le noyau pour les organismes constitués de cellules eucaryotes, et dans le cytoplasme pour ceux constitués de cellules procaryotes (comme la bactérie Escherichia coli très présente dans les intestins humains et favorisant la digestion). L'ADN constitue le génome des êtres vivants. Il stocke les informations génétiques nécessaires au développement et au fonctionnement de la cellule et donc de l'organisme. Il est à l'origine de l'hérédité. Il renferme donc une grande quantité d'information tout en occupant très peu de place : une cellule mesure environ entre 20 et 100 µm, son noyau est encore plus petit, la taille d'une molécule d'ADN se mesure donc en nanomètres.
L'ADN est organisé sous la forme d'une double hélice composée de deux brins complémentaires. Ces brins sont un enchaînement de nucléotides (molécules) constituées chacune d'une base azotée, d'un sucre (le désoxyribose) et d'un groupement phosphate. Il existe quatre nucléotides (qui portent le nom de leur base azotée) : l'adénine A, la thymine T, la cytosine C et la guanine G que l'on peut diviser en deux groupes, les purines (adénine et guanine) et les pyrimidines (thymine et cytosine). La complémentarité des deux brins se traduit par l'association de deux nucléotides. Des liaisons hydrogènes se forment entre les purines et les pyrimidines (schéma B). Ainsi, l'adénine est complémentaire de le thymine, et la cytosine est complémentaire de la guanine. Si l'on déroulait une molécule d'ADN, on obtiendrait ceci (schéma A) :
A
B
Ici, on voit bien la complémentarité entre les purines et les pyrimidines qui forment des liaisons hydrogènes.
Malgré ce faible nombre de nucléotides différentes, il existe un grand nombre de gènes différents, environ 20 000 chez l'Homme. Cette variété nous pousse à croire que l'ADN pourrait constituer un moyen de stockage très performant en terme de densité de stockage.