Définition : qu'est-ce qu'un gène ?

Les gènes sont au cœur de notre identité biologique. Ces segments d’ADN contiennent les instructions nécessaires pour produire les protéines essentielles au fonctionnement de nos cellules. Voici ce qu’il faut savoir sur leur structure complexe, leur rôle clé dans l’hérédité, ainsi que leur implication dans certaines maladies.

Récemment, des scientifiques ont rendu la soie des araignées rouge fluorescente. Comment ont-ils réussi pareille prouesse ? En coupant directement dans l’ADN et en modifiant les gènes des araignées. Mais, qu’est-ce que c’est exactement un gène ? À quoi cela correspond-il par rapport à l’ADN ? Pourquoi y a-t-il des différences entre des personnes d’une même famille ? Comment les gènes provoquent-ils des maladies ? Explications.

Qu’est-ce qu’un gène ?

Un gène, c’est une « unité définie localisée sur un chromosome, grâce à laquelle se transmet un caractère héréditaire », selon la définition du Robert.

En fait, il s’agit d’une séquence de nucléotide de l’ADN (qui peuvent être : l’adénine, la cytosine, la guanine ou la thymine) qui contient l’information nécessaire pour fabriquer une protéine ou une partie de cette protéine.

Quelle est la structure d’un gène ?

Les gènes sont constitués de séquences de nucléotides. Ils sont lus trois par trois, par triplets. Ces triplets sont appelés des codons. Un codon code pour un acide aminé et plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé. La lecture des codons permet d’assembler les différents acides aminés dans un ordre précis. Assemblés, les acides aminés forment des polypeptides, qui eux-mêmes formeront des protéines.

Quel est le lien entre les gènes et l’ADN ?

Tous les nucléotides mis bout à bout forment de l’ADN. Un gène, c’est une partie, un segment d’ADN, qui code pour la synthèse d’une protéine particulière. Et, tous ces gènes mis bout à bout composent les chromosomes. L’emplacement des gènes sur le chromosome est appelé « un locus ».

Représentation d'un gène. Les exons sont des parties présentes une fois transcrites tandis que les introns seront retirés. // Source : Wikimédia - National Human Genome Research Institute — Représentation d’un gène avec ses sous-parties. // Source : Wikimédia – National Human Genome Research Institute

Certaines parties d’un gène ne codent pas de molécule ou de protéine et sont appelées des séquences « non codantes ».

Où sont situés les gènes dans le corps ?

Les gènes font partie intégrante de l’ADN. Ils sont donc situés dans le noyau de chaque cellule du corps.

L’expression du gène

On dit d’un gène qu’il est « exprimé » lorsque l’information est lue par la cellule et donc qu’elle produit la molécule pour laquelle il code. Cependant, tous les gènes ne sont pas lus ni exprimés en permanence. Cette expression est régulée par différents moyens. L’un d’eux réside dans les sections non codantes des gènes. Cette régulation de l’expression des gènes fait que chaque cellule exprime uniquement les gènes nécessaires à son fonctionnement.

Quel est le lien entre les gènes et l’hérédité ?

Le Larousse définit l’hérédité comme étant la « transmission des caractères génétiques des parents à leurs descendants ». Les gènes étant des bouts d’ADN, ils sont le support moléculaire par lequel les caractéristiques biologiques se transmettent à la descendance. Les caractéristiques biologiques en question peuvent être, par exemple, des caractères physiques (comme la couleur des yeux).

La variabilité génétique et les allèles

Différentes variations d’un même gène existent, appelées « allèles ». Les différents allèles induisent les différences entre chaque personne, par exemple, la variation dans la couleur des cheveux ou des yeux.

Les mutations génétiques et leurs conséquences

En revanche, les mutations dans une séquence génique, donc des changements dans la séquence d’ADN, peuvent entrainer des modifications dans la protéine ou molécule finale produite. Les mutations n’ont pas toutes les mêmes conséquences :

Certaines mutations n’ont aucun effet,
D’autres peuvent entrainer des maladies génétiques, comme la mucoviscidose,
Elles peuvent entrainer des cancers, comme certains cancers du sein ou de l’ovaire (où les gènes BRCA-1 ou BRCA-2 peuvent être mutés),
Enfin, elles peuvent être protectrices contre certaines maladies, comme le paludisme.