L’ADN en double hélice

Le récit

Le petit livre d’instructions de la vie

Chaque être vivant, de la bactérie à la baleine, naît d’un petit livre d’instructions écrit à l’intérieur de ses cellules. Au début du XXe siècle, les scientifiques savaient que ce livre existait : ils l’appelaient « hérédité », parce qu’il expliquait pourquoi les enfants ressemblent à leurs parents. Mais ils ne savaient pas de quoi il était fait, ni comment il pouvait se recopier de génération en génération.

Un indice important arriva en 1944, quand un groupe de chercheurs de New York dirigé par Oswald Avery montra que c’était une molécule appelée ADN, acide désoxyribonucléique, qui transmettait les caractères. On connaissait cette substance depuis 1869 : un médecin suisse, Friedrich Miescher, l’avait trouvée dans le pus des pansements utilisés à l’hôpital. Beaucoup de scientifiques n’y croyaient pourtant pas : une molécule aussi simple, avec seulement quatre sortes de petites briques, semblait trop pauvre pour contenir toutes les instructions de la vie. En 1950, le chimiste Erwin Chargaff remarqua une règle curieuse : dans n’importe quel ADN, la quantité de la brique A était toujours égale à celle de T, et la quantité de G égale à celle de C.

Une course entre Londres et Cambridge

Au début des années 1950, trouver la forme de l’ADN était devenu une vraie course. À Londres, au King’s College, travaillaient Maurice Wilkins et la chimiste Rosalind Franklin, experte en cristaux. Ils utilisaient les rayons X : on envoie un faisceau de rayons à travers une fibre d’ADN, et la tache de petits points qui se forme sur une plaque photographique permet de comprendre comment les atomes sont disposés. En mai 1952, Franklin et son étudiant Raymond Gosling obtinrent une image très nette, connue sous le nom de « cliché 51 ». Elle montrait un grand « X » de points : le signe typique d’une spirale.

À Cambridge, dans le laboratoire Cavendish, deux autres chercheurs poursuivaient la même réponse avec une méthode différente : construire des modèles. C’étaient l’Américain James Watson, qui avait tout juste 25 ans, et le Britannique Francis Crick, 36 ans, qui n’avait pas encore son doctorat. Ils ne faisaient pas d’expériences avec les rayons X : ils essayaient d’assembler les données des autres, avec des morceaux de métal et du carton découpé, jusqu’à ce que tout colle. Leur premier modèle, en 1951, était faux et fit sourire Franklin. Même le célèbre chimiste américain Linus Pauling, qui obtiendrait ensuite un prix Nobel (en 1954), proposa une structure à trois filaments : fausse, elle aussi.

Au début de 1953, Watson et Crick purent voir les résultats de Franklin : Wilkins leur montra le cliché 51, et un rapport du Medical Research Council leur parvint par un collègue. Franklin ne le savait pas, et ce n’est que bien des années plus tard qu’on comprit à quel point ces données avaient été décisives. Avec ces informations et la règle de Chargaff, les deux hommes construisirent le bon modèle.

L’escalier en colimaçon

L’ADN est fait de deux très longs filaments enroulés l’un autour de l’autre, comme un escalier en colimaçon. Les côtés de l’escalier sont des chaînes de sucres et de phosphates ; les marches sont des paires de petites briques, que nous appelons aujourd’hui des bases : A (adénine) se lie toujours avec T (thymine), et G (guanine) toujours avec C (cytosine). C’est pour cela que les quantités de A et de T sont égales, comme Chargaff l’avait vu. Mais surtout, cette forme expliquait comment le livre se recopie : il suffit d’ouvrir l’escalier en son milieu, comme une fermeture éclair, et chacune des deux moitiés devient le moule pour reconstruire l’autre. Deux copies identiques, à partir d’une seule.

Le 25 avril 1953, la revue Nature publia l’article de Watson et Crick, long d’à peine plus d’une page. Dans le même numéro parurent aussi les études de Wilkins et celles de Franklin avec Gosling, qui confirmaient la structure. En 1958, deux chercheurs américains, Matthew Meselson et Franklin Stahl, montrèrent par une expérience que l’ADN se copie bien de cette façon.

Les Nobel et un nom oublié

En 1962, le prix Nobel de médecine fut attribué à Watson, Crick et Wilkins. Rosalind Franklin était morte en 1958, à 37 ans seulement, d’un cancer : les Nobel ne sont pas décernés aux personnes disparues. Pendant de nombreuses années, sa contribution resta peu connue ; aujourd’hui, on se souvient d’elle comme d’une scientifique essentielle pour cette découverte, même si les historiens discutent encore pour savoir si la façon dont ses données ont été utilisées était juste.